Реле времени выдержки – Реле времени — Википедия

Содержание

Принцип работы и схема подключения реле времени

Устройство, срабатывающее по факту истечения назначенного временного интервала, называется реле времени – прибор нашёл широкое применение в электротехнике, электрике, электронике. Благодаря его использованию в схемных решениях удаётся реализовывать более гибкие функции управления различной техникой и аппаратами.

В зависимости от конструкции и принципа работы прибора можно организовать различные по сложности исполнения электрические схемы.

Предлагаем разобраться, какие существуют виды реле времени, в чем их специфика работы и применения. Теоретический материал дополнен практическими рекомендациями по подключению и настройке устройства временного управления.

Содержание статьи:

Принцип действия реле времени

Электронные приборы представлены конструктивным разнообразием, поэтому рассматривать принцип устройства реле времени следует с учётом каждой конструктивной вариации в отдельности.

Такой выглядит одна из многочисленных конструкций реле времени. По сути, прибор напоминает обычный коммутатор, действие которого, однако, привязано к циклу течения времени

С точки зрения исполняемых действий, на практике используются электромагнитные, пневматические, электронные конструкции и устройства на часовом механизме.

Вариант #1: электромагнитные приборы

Устройства, поддерживающие электромагнитный принцип действия, как правило, предназначены для работы исключительно в схемах с питанием от постоянного тока.

Конструкция электромагнитного реле времени РЭВ-814: 1 – узел неподвижных контактов; 2 – скоба; 3 – демпферный механизм из меди; 4 – угольник; 5 – сердечник обмотки главного контура; 6 – якорь; 7 – подвижные контакты якоря

Диапазон срабатывания по времени обычно составляет 0,07 – 0,11 сек по включению и 0,5 – 1,4 сек по отключению. Конструкция таких реле времени содержит две рабочих обмотки, одна из которых представляет собой короткозамкнутый контур в виде медного кольца.

Когда через основную обмотку проходит электрический ток, отмечается рост магнитного потока. Этим потоком формируется ток короткозамкнутой обмотки, за счёт чего рост магнитного потока основной обмотки ограничивается.

Как результат, формируется временная характеристика движения якоря исполнительного механизма или, иными словами, создаётся выдержка по времени на включение.

Усовершенствованная конструкция реле времени электромагнитного типа. Этой моделью прибора поддерживается коммутация четырёх независимых каналов нагрузки. Вместе с тем по токовым параметрам устройство выглядит слабее старых моделей (+)

Если прекращается подача тока в контур основной обмотки, благодаря эффекту индуктивности, некоторое время остаётся активным магнитное поле короткозамкнутой обмотки. Соответственно, в течение этого времени реле не отключается.

Вариант #2: пневматические устройства

Конструкции на базе пневматических систем – своего рода эксклюзивные устройства. Подобные устройства оснащены специальной механикой замедления – пневматическим демпферным механизмом.

Регулировать время выдержки пневматических реле можно путём уменьшения или увеличения проходного сечения трубки, через которую осуществляется подвод воздуха. Для этих целей конструкции пневматических реле снабжаются регулировочным винтом.

Одна из распространённых конструкций пневматических приборов. Достаточно простое надёжное исполнение. Параметры коммутируемого тока до 16 ампер. В качестве коммутатора используется мини-переключатель на два канала

Диапазон установки временной задержки пневматических реле составляет в среднем 1 – 60 сек. Однако есть экземпляры, перекрывающие этот диапазон практически вдвое. Правда, на практике отмечены небольшие погрешности (около 10%) в плане точности срабатывания по установленным значениям.

Вариант #3: модификации часового типа

Так называемые часовые реле времени нашли широкое применение в электрике. Этот вид приборов нередко используется в конструкциях , предназначенных для защиты цепей напряжением 500 – 10000 вольт. Диапазон выдержки составляет 0,1 – 20 сек.

Принцип действия часовых моделей построен на работе пружины, взводимой механическим приводом (анкером) электромагнита. Коммутация контактных групп часового реле времени выполняется по факту пройденного времени, значение которого ранее было установлено на шкале прибора.

Представитель достаточно древней серии приборов – реле времени с часовым механизмом. Между тем, этот вид устройств показал надёжную безотказную работу в самых разных условиях

Скорость хода механизма устройства напрямую связана с силой тока, протекающего в обмотке электромагнита. Этот фактор позволяет настраивать прибор под исполнение функций защиты. Особенность такой защиты выражается полной независимостью от влияния окружающей температуры.

Вариант #4: электронные реле

Последние несколько лет практически везде, где могут применяться реле времени, на смену устаревшим электромеханическим моделям пришли электронные версии.

Этот вид приборов обладает целым рядом преимуществ:

  • малые габариты корпуса;
  • высокая точность срабатывания;
  • удобный механизм настройки;
  • визуальное отображение информации.

Электронные версии действуют, как правило, на основе цифровых импульсных счётчиков. Многие современные приборы построены на высокопроизводительных микропроцессорах. Реле цифровые обычно рассчитаны на коммутацию мало-индуктивных либо неиндуктивных нагрузок.

Современная разработка – цифровое реле, призванное обеспечить коммутацию по времени. Привлекает удобством управления и контроля, гибкой настройкой и внешним видом

Для настройки реле времени цифрового типа достаточно задать нужные временные параметры с помощью функциональных клавиш, размещённых непосредственно на фронтальной панели корпуса.

Настройка обычно доступна в широких пределах по времени, позволяет охватывать не только секунды, минуты, часы, но также дни недели. Для примера можно рассмотреть модель недельного электронного реле – таймера.

Как работает недельный цифровой таймер

Электронный таймер с функциями автоматических включений-отключений может удачно использоваться в схемах управления разными видами устройств.

Так называемое «недельное» реле времени обеспечивает выполнение функций коммутации в соответствии с установленным промежутком времени в рамках недельного цикла. Такие устройства используются в системах .

Например, благодаря прибору открываются возможности:

  • коммутировать системы освещения в заданное время;
  • запускать или останавливать технологическое оборудование;
  • активировать/деактивировать охранные системы.

Прибор небольшой по размерам, имеет несколько функциональных клавиш управления. Применяя системную клавиатуру, пользователь может его легко настраивать (программировать).

Пользовательский функционал цифрового реле времени – панель управления с клавишами установки параметров. Плюс жидкокристаллический дисплей, где отображается вся необходимая информация

Режим программирования активируется нажатием и удержанием кнопки, обозначенной символом «P». Выполнить системный сброс помогает клавиша «Reset». Изменение настроек времени реле осуществляется клавишами установки минут, часов, дней недели при активном режиме программирования.

Стандартной схемой подключения реле времени предусматривается установка одного из двух режимов управления действиями – ручного или автоматического. Удобство настройки реле цифрового типа обеспечивает информационный жидкокристаллический дисплей.

Настройка электронно-механических аналоговых реле

Системы промышленной автоматики, а также различные бытовые модули часто оснащаются электромеханическими устройствами, конструкция которых предусматривает настройку при помощи потенциометров.

Электромеханический тип устройства отсчёта времени с регулировкой параметров потенциометрами. Существуют различные конфигурации подобных приборов, что делает возможным применять их в схемах разной сложности

На передней панели корпуса таких устройств располагается шток потенциометра (или несколько штоков), предназначенный под вращение лезвием отвёртки. По окружности штока (штоков) наносится размеченная шкала значений установки.

Прорезь на штоке под лезвие отвёртки является своеобразным указателем, изменяющим своё положение при вращении штока. Установкой этого указателя напротив определённых значений размеченной шкалы достигается настройка нужного параметра.

Многоканальный прибор электронно-механического типа. Настраивается легко и просто путём вращения потенциометров с помощью отвёртки. На фронтальной панели также имеется светодиодная индикация состояния

Приборы подобного типа (например, NTE8) нашли широкое применение в схемах управления вентиляционными системами, отопительными модулями, приборами искусственного освещения.

Регулировка приборов с цифровой шкалой

Пользование приборами с функциями механической настройки можно продемонстрировать на примере таймера бытового марки REV Ritter, предназначенного для включения в сетевую домашнюю розетку.

Так называемое «розеточное» реле, предназначенное для использования в бытовых условиях. Время действия, как правило, ограничивается суточным диапазоном. Этого времени вполне достаточно для бытового применения

При помощи можно управлять в заданном диапазоне времени практически любой бытовой техникой. Для применения этого суточного таймера достаточно включить устройство в розетку и настроить.

Настройка сопровождается следующими действиями:

  1. Поднять все сегменты, расположенные по окружности диска настройки.
  2. Опустить только те сегменты, которые соответствуют времени настройки.
  3. Поворотом диска настройки выставить указатель диска на текущее время.

Например, если были опущены сегменты между цифрами шкалы 18 и 20, после того, как реле начнёт отсчёт времени, нагрузка будет включена в 18 часов и отключена в 20 часов.

В целом, конструкция механического реле REV Ritter позволяет организовать до 48 включений за полные 24 часа.

Модификация «розеточного» реле времени: 1 – розетка подключения нагрузки; 2 – ручное управление; 3 – шкала, размеченная на 24 часа; 4 – программные сегменты; 5 – указатель текущего времени; 6 – вилка включения в розетку бытовой сети (+)

Вместе с тем, устройство поддерживает функцию внепрограммного включения нагрузки. Для этого имеется отдельная кнопка, расположенная на боковой стороне корпуса. Если пользователь активирует эту кнопку, нагрузка подключается к сети непосредственно, независимо от состояния контактов реле.

Подключение реле времени в схеме управления

Устройство необходимо подключать с учётом соответствия места установки тем условиям, какие заявлены в техническом паспорте прибора. Как правило, монтаж предполагает вертикальную установку прибора при допусках отклонения от вертикали не более чем на 10º.

Температурные границы помещения, где предполагается монтаж и эксплуатация реле времени, обычно не превышают диапазон -20°С + 50°С.

Уровень влажности воздуха в зоне инсталляции прибора не должен превышать значения 80%. Электрическую схему, куда устанавливается таймер, на время установки следует отключить от сетевого питания.

Классическая схема подключения реле времени, в данном случае, для прибора, коммутирующего два канала с нагрузкой. По такому же принципу подключаются устройства на разное число коммутаций (+)

Прибор любой конструкции традиционно имеет технический паспорт, где обозначена схема подключения. Многие таймеры электронно-механические и цифровые дополняются схемой, нанесённой непосредственно на корпусе и показывающей, как и в какой последовательности подключить реле времени.

Классический вариант подключения выглядит так:

  1. Подключение лини напряжения на клеммы питания прибора.
  2. Фазная линия через автоматический выключатель соединяется с входным контактом нагрузки реле.
  3. Выходной контакт нагрузки реле подключается непосредственно к фазной линии нагрузки.

По сути, схема подключения для основной массы приборов выстраивается по идентичному принципу: подключение питания на сам прибор и включение нагрузки через группу коммутируемых контактов.

В зависимости от типа реле (однофазные, трёхфазные), а также от конструктивных особенностей, этих контактных групп может быть несколько.

Простой вариант реле времени можно сделать собственноручно. Схемы различных самоделок описаны в .

Выводы и полезное видео по теме

В видео-ролике рассматривается возможность использования модульного устройства, где присутствуют два независимых коммутирующих по времени устройства. Схема предусматривает включение двух приборов бытовой техники, настройку их работы во временных интервалах и другие функции.

Конечно же, все существующие модификации реле времени не охватить одним скромным обзором. Для рассмотрения всего ассортимента приборов потребуется написать целую книгу. Собственно, справочники по таймерам разных видов доступны, и при желании отыскать необходимые сведения можно всегда.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по работе, выбору, подключению и настройке реле времени? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях. Форма для связи находится в нижнем блоке.

sovet-ingenera.com

8.2. Реле выдержки времени и программные устройства

Реле выдержки времени предназначены
для создания определенной временной
задержки при передаче сигнала от одного
элемента автоматики к другому.

Программное устройство представляет
собой разновидность реле выдержки
времени и имеет обычно несколько
независимых выдержек времени сравнительно
большой величины.

Реле выдержки времени изготовляются с
электрическими, пневматическими и
гидравлическими воспринимающими
органами и с электрическими, механическими,
пневматическими, гидравлическими’ и
другими устройствами замедления.
Наибольшее распространение получили
реле с электрическими воспринимающими
органами, реагирующие на сигналы
постоянного или переменного тока.

Для создания сравнительно небольшой
выдержки времени (до 5 сек) часто
применяются простейшие схемные методы,
замедляющие нарастание или спадание
токов в обмотке электромагнитного реле
постоянного тока при помощи резисторов,
конденсаторов, полупроводниковых
диодов, дросселей и короткозамкнутых
витков или колец.

На рисунке 8.5 показаны схемные способы
замедления электромагнитного реле Р
при срабатывании и отпускании. При
большом числе витков обмотки реле весьма
эффективным методом является шунтирование
обмотки активным сопротивлением или
диодом (рис.8.5 а и б). Сущность такого
метода состоит в том, что э.д.с. самоиндукции,
возникающая в обмотке реле после его
отключения ключом К, поддерживает
протекание тока, в прежнем направлении.
Этот ток, замыкаясь через шунтирующее
сопротивление R, медленно
убывает, а якорь реле некоторое время
остается в притянутом состоянии.

Выдержка времени на отпускание реле
может быть определена по формуле:

,

где RpиL— соответственно
активное сопротивление и индуктивность
обмотки реле в положении покоя, то есть
при максимальном рабочем зазоре;Iтр— ток трогания якоря реле при срабатывании.

Следует заметить, что шунтирующее
сопротивление вызывает дополнительный
расход мощности. Этот недо­статок
устранен в схеме с шунтирующим диодом
Д, включенным навстречу питающему
напряжению. Кроме того, схема с диодом
позволяет получить большую выдержку
времени, поскольку диод включен в
проводящем направлении и в уравнении,
сопротивление R= 0.

На рисунке 8.5 в представлена схема, в
которой после замыкания ключа К протекает
большой ток заряда емкости С, а напряжение
Uвхпочти полностью
гасится на резистореR.
По мере заряда емкости ток в обмотке
реле возрастает до определенного
значения, при котором реле срабатывает.
Продолжительность времени задержки
срабатывания зависит от постоянной
времени цепи и может изменяться в широких
пределах подбором соответствующей
емкости конденсатора С и сопротивленияR.

8.3. Электрические исполнительные механизмы.

Исполнительные механизмы автоматических
устройств предназначены для силового
воздействия на регулирующие органы
объектов управления. Они классифицируются
по виду используемой энергии: электрические,
гидравлические и пневматические. В
мелиорации обычно применяют электрические
и гидравлические механизмы. По характеру
воздействия на регулирующий орган
различают двухпозиционный, многопозиционные
и пропорциональные исполнительные
механизмы.

Двухпозиционные выполняют простейшие
операции (например, открыть — закрыть),
многопозиционные — ступенчатое,
пропорциональное и плавное регулирование

Электрические исполнительные механизмы
выполняются с электромагнитным
(соленоидным) и электродвигательным
приводом.

Исполнительные механизмы с электромагнитным
при­водом обеспечивают поступательное
перемещение регулирующих органов. Они
применяются главным образом в
электромагнитных клапанах и вентилях
для двухпозиционного регулирования.
Чтобы открыть клапан и вентиль, питание
подают на катушку электромагниту которая
втягивает сердечник, связанный с запорным
органом вентиля. Закрытие вентиля
происходит под действием пружины при
отключении катушки электромагнита.

Для снижения потребления электроэнергии
эти механизмы оснащаются механическими
защелками, удерживающими сердечник при
открытом вентиле и отключении питания
катушки. Закрытие происходит за счет
подачи импульса тока в маломощную
катушку электромагнита освобождения
защелки.

В электродвигательных исполнительных
механизмах для привода используются
одно- и двухфазные двигатели переменного
тока, асинхронные трехфазные, синхронные,
двигатели постоянного тока и сельсины.

На рисунке приведена схема двухпозиционного
исполнительного механизма с
электродвигательным приводом типа
ДР-1М, который состоит из конденсаторного
двигателя I и контактного управляющего
устройства II. Двигатель имеет две
статорные обмотки 3 и 4. В одну из них
включен конденсатор для смещения фазы
протекаемого тока и получения вращающегося
магнитного поля. С валом ротора 2
кинематически связан ползунок 5
контактного управляющего устройства.
В исходном положении ползунок находится
на одном из контактов 8 или 9, выступающих
над контактной пластиной 6. Когда ползунок
размещен на контакте 8 и замыкается
вверх контакт датчика 1, управляющего
исполнительным механизмом, получают
питание обмотки двигателя и он начинает
вращаться. Ползунок сходит с контакта
8 на пластину 6, но цепь питания двигателя
остается замкнутой за счет перемыкания
ползунком пластин 6 и 7. Сделав полоборота,
ползунок окажется на контакте 9 и
двигатель остановится. При переключении
контакта датчика 1 вниз, двигатель вновь
получает питание и вращаясь, переместит
ползунок на полоборота до размещения
на контакте 8. Двигатель всегда вращается
в одном направлении, а направление
движения регулирующего органа изме­няется
за счет внешних кинематических связей
между исполнитель­ным механизмом и
регулирующим органом.

Механизм ДР-М отличается от механизма
ДР-1М возможностью сочленения с
регулирующим органом не только с помощью
диска, совершающего вращательное
движение, но и штоком, переме­щающимся
поступательно.

В системах пропорционального регулирования
применяют ис­полнительные механизмы
ПР-1М, ПР-М и МЭО. Для привода исполь­зуются
конденсаторные двигатели, но в отличие
от механизмов ДР предусмотрена возможность
реверсирования. Реверсирование
про­исходит за счет переключения
конденсатора С из одной цепи обмотки
двигателя в другую конечными выключателями
К1 и К2

Для дистанционного контроля положения
и устройства обратной связи механизмы
оснащаются блоками с индуктивными,
резистивными датчиками и микропереключателями
положения.

Исполнительные механизмы ПР, ДР и МЭО
широко используются для привода
поворотных дисковых затворов. В качестве
привода задвижек и затворов перегораживающих
сооружений применяются многооборотные
электрические исполнительные механизмы.

2. Технические характеристики двигателей
исполнительных механизмов М, А, Б, В, Г,
Д

Показатели

Тип механизма

М

А

Б

В

Г

Д

Мощность двигателя, кВт

Частота
вращения двигателя, об/мин

0,03

1300

0,12 0,18

1400

0,6 1,3

1300

3,0

4,0

1350

4,0

7,5

1350

7,5

1300

В мелиоративной практике наиболее
распространены унифици­рованные
исполнительные механизмы типов М, А, Б,
В, Г, Д, Они принципиально однотипны и
отличаются по габаритам, мощности
двигателя и несущественными конструктивными
изменениями. Как приводные двигатели
в механизмах используют асинхронные
трехфазные двигатели с повышенным
скольжением и фланцевым креплением.
Двигатель связан с запорным органом
задвижки червячным редуктором (в
механизмах М и А цилиндрическим).
Ме­ханизм имеет стрелку местного
указателя положения, кинематически
связанную с приводным валом, и потенциометр
дистанционного ука­зателя. Защищается
механизм от перегрузок муфтой ограничения
крутящего момента или реле максимального
тока.

Предусматриваются штурвал ручного
привода и механическая блокировка,
которая при включении ручного привода
отсоединяет вал двигателя от вала
червячного редуктора, и напротив, при
сочленении двигателя с редуктором
расщепляется его кинематическая связь
со штурвалом ручного привода.

Электрические исполнительные механизмы
также применяют для привода плоских
щитовых затворов перегораживающих
сооружены. Промышленностью серийно
выпускаются винтовые подъемники типа
В-73 с асинхронным трехфазным приводом.
Двигатели соединяются через редуктор
с грузовыми гайками привода грузовых
подъемных винтов с трапецеидальной
резьбой. Для местного отсчета и
дистанционных измерений установлены
датчики положения затвора. В подъемниках
предусмотрена рукоятка ручного подъема.

Техническая характеристика приводных
двигателей винтовых подъемников
приведена в таблице 3.

3. Техническая характеристика приводных
двигателей винтовых подъемников В-73

Показатели

Тип

1ЭВ

2,5ЭВ

5ЭВД

5ЭВ

10ЭВД

10ЭВ

20ЭВД

20ЭВ

Мощность
двигателя, кВт

0,4

0,6

1,0

1,0

1,3

1,3

2,0

2,0

Частота
вращения, об/мин

880

880

870

870

870

870

900

900

Продолжительность
подъема на 1 м двигателем, мин

8

8

8

5

5

6

6

6

Продолжительность
подъема на 1 м вручную, мин

3

7

9

15

19

20

40

33

Рис. 8.7. Регулятор
уровня с мембранным исполнительным
механизмом:

1 — выпускная труба;
2 — рабочая камера; 3 — мембрана; 4 —
рабочий клапан; 5 — дроссельная трубка;
6 — входная дроссельная трубка; 7 —
гибкая трубка; 8 — по­плавковая камера;
9 — поплавок.

studfiles.net

1.2 Электромеханические реле времени

В
схемах защиты и автоматики часто
требуется выдержка времени между
срабатыванием двух или нескольких
аппаратов. При автоматизации технологических
процессов также может возникнуть
необходимость в
определенной временной последовательности
операций. Для создания выдержки времени
служат электрические аппараты, называемые
реле времени.
Общими
требованиями для реле времени являются:

а)
стабильность
выдержки времени при колебаниях
напряжения,
частоты
питания, температуры окружающей среды
и воздействии других
факторов;

б)
малые потребляемая мощность, масса и
габариты.

Возврат
реле в исходное положение происходит,
как правило, при его
обесточивании. Поэтому коэффициент
возврата может быть очень низким.

В
зависимости от назначения к реле времени
предъявляются раз­личные
специфические требования. Для схем
автоматического управления электроприводом
при большой частоте включений требуются
реле с высо­кой
механической износостойкостью — до
(5-10)-106
срабатываний. Требуемые выдержки времени
находятся в пределах 0,25-10 с. К этим реле
не предъявляются
требования относительно высокой
стабильности выдержки времени.
Разброс времени срабатывания может
достигать 10 %. Реле должны
работать в производственных условиях
при наличии интенсивных механических
воздействий.

Реле
для защиты энергосистем должны иметь
большую точность выдержки
времени. Эти реле работают относительно
редко, поэтому к ним не
предъявляются особые требования по
износостойкости. Износостой­кость
реле времени защиты порядка (5-10)-103
срабатываний. Выдержки времени таких
реле составляют 0,1-20 с.

Для
автоматизации технологических процессов
необходимы реле с большой выдержкой
времени — от нескольких минут до нескольких
часов. В этом случае, как правило,
используются моторные реле времени. В
настоящее
время созданы также полупроводниковые
реле с таким же большим
диапазоном выдержки времени.

Увеличение
времени срабатывания или отпускания
можно достичь воздействием на время
трогания и времени движения до момента
замыкания или размыкания. Увеличение
времени трогания возможно двумя
способами: электрическим или магнитным.
При электрическом методе реле включают
в схемы (рис. 1.4), изменяющие скорость
нарастания или спадания тока в его
обмотке.

При
магнитном
методе замедление достигается с помощью
различных медных втулок, коротко
замкнутых витков и т. п., уменьшающих
скорость нарастания или спадания тока
в обмотке реле. Втулки или коротко-замкнутые
витки насаживают непосредственно на
сердечники под обмотку или рядом с ней,
у конца пли начала сердечника.

Втулки,
надетые на конце сердечника, увеличивают
в основном время
срабатывания, а надетые на основание —
время отпускания.

Для увеличения
второй составляющей (времени движения)
обычно применяют воздушные и масляные
демпферы или часовые механизмы.

Рассмотрим
электрические методы замедления
срабатывания и от­пускания
реле.

а б
в г

Рис. 1.4. Электрические методы образования
реле времени

На
рис. 1.4, а
показана схема замедления срабатывания
реле с ис­пользованием
лампы накаливания, включенной параллельно
обмотке реле и добавочного резистора
R.
В холодном состоянии лампа имеет
небольшое сопротивление, поэтому при
замыкании ключа К в цепи лампы будет
протекать большой ток, на резисторе R
будет большое падение напряжения и,
следовательно, малое напряжение па
обмотке реле.

По
мере разогрева нити лампы током
сопротивление ее уве­личивается,
растет напряжение на обмотке реле, и
оно срабатывает с за­медлением.

На
рис. 1.4, б

показана схема замедления срабатывания
реле с помощью шунтирования его обмотки
конденсатором С. В этом случае при
замыкании
ключа К заряд конденсатора происходит
по времени. Напряжение заряда конденсатора
постепенно возрастает, а время срабатывания
реле увеличивается. Эта схема тоже
увеличивает время отпускания реле, так
как якорь
некоторое время остается притянутым
за счет энергии, накопленной в
конденсаторе.

На
рис. 3, в
показана
схема замедления отпускания реле. После
размыкания ключа К через обмотку реле
и диод VD
некоторое время протекает ток, созданный
за счет ЭДС самоиндукции обмотки реле.
Этот ток постепенно уменьшается, и реле
отключается с замедлением.

В схеме
(рис.1,4, г)
время отпускания реле увеличивается
за счет того что при размыкании ключа
К в цепи, состоящей из обмотки реле,
кон­денсатора С и резистора R
некоторое время сохраняется ток разряда
кон­денсатора. Чтобы переходной
процесс в этой цепи имел апериодический
характер, применяют достаточно большой
емкости конденсатор и большой величины
резистор R.

Работа
реле времени с магнитными демпферами
осуществляется следующим
образом. При появлении тока в рабочей
обмотке реле начинает нарастать
магнитный поток в сердечнике. Изменение
магнитного потока обусловливает
появление в короткозамкнутой обмотке
(втулке) ЭДС, под действием
которой образуется ток, создающий, в
свою очередь, магнитный поток.
Новый магнитный поток направлен
противоположно магнитному потоку
рабочей обмотки и поэтому замедляет
скорость увеличения резуль­тирующего
потока в рабочем зазоре. Если
короткозамкнутая обмотка (втулка)
расположена на конце сердечника, то при
подаче питания на реле магнитный поток,
образуемый токами во втулке, направлен
навстречу основному
потоку рабочей обмотки и как бы отталкивает
его из рабочего зазора.
В результате возрастают потоки рассеяния
в сердечнике и у основания, а поток в
рабочем зазоре сильно ослабляется.

Таким
образом, усиливается влияние
короткозамкнутой обмотки на время
срабатывания реле (одновременно
увеличивался время отпускания).

С помощью магнитного
демпфирования можно получить выдержку
времени при срабатывании реле 0,1- 0,3 с.

Большие
выдержки времени получить невозможно,
так как нарастание магнитного потока
происходит при большом зазоре между
якорем и сердечником.
Это определяет индуктивность системы,
а следовательно, быстрый
рост магнитного потока.

Магнитное
демпфирование удобно применять для
замедления от­пускания реле, так как
спад магнитного потока происходит при
малом ра­бочем
зазоре, т. е. при большой индуктивности
системы, что определяет ее большую
инерционность и позволяет получить
выдержку времени от 0,2 до
10 с.

Для
увеличения времени отпускания реле
короткозамкнутую обмотку
(втулку) располагают у основания
сердечника.

При
подаче питания на обмотку реле магнитный
поток, образуемый током
во втулке, смещает результирующий
магнитный поток системы к рабочему
зазору, поэтому втулка меньше влияет
на время срабатывания реле.
включения
реле. Время срабатывания реле с
электромагнитным
замедлением очень мало, так как постоянная
времени мала из-за большого
начального рабочего зазора, и трогание
реле происходит при малом
значении МДС обмотки. МДС трогания
значительно меньше установившегося
значения. Это время составляет 0,05-0,2с
при наличии короткозамкнутого
витка и 0,02-0,05с при его отсутствии. Таким
образом, возможности электромагнитного
замедления при срабатывании весьма
ограничены.
Поэтому используются специальные схемы
включения электромагнитных
реле (рис. 1.5).

Если
необходима большая выдержка времени
при замыкании конактов, то целесообразна
схема с промежуточным реле К (рис. 1.5,а).
Обмотка
реле времени КТ все время подключена к
напряжению через размыкающий контакт
реле К. При подаче напряжения на обмотку
К последнее размыкает
свой контакт и обесточивает реле КТ.
Якорь КТ отпадает, и его размыкающие
контакты срабатывают с необходимой
выдержкой времени, обусловленной
временем срабатывания реле К и временем
отпускания реле КТ.
В схеме (рис. 1.5, б)
роль короткозамкнутого витка играет
сама намагничивающая
обмотка, которая питается через резистор
Rдоб.
Напряжение, приложенное
к обмотке, должно быть достаточным для
насыщения магнитной
цепи при притянутом якоре. При замыкании
управляющего контакта
5 обмотка реле закорачивается и
обеспечивается медленный спад потока
в
магнитной цепи. Отсутствие специальной
короткозамкнутой обмотки
позволяет
все окно магнитопровода занять
намагничивающей обмоткой и создать
большой запас по МДС. При этом выдержка
времени неизменна при
снижении питающего напряжения на обмотке
до 0,5 Uhom.
Такая
схема широко применяется в электроприводе.
Обмотка реле включается параллельно
ступени пускового реостата в цепи якоря.
При закорачивании этой
ступени обмотка реле замыкается, а его
контакты с выдержкой времени
включают контактор, шунтирующий следующую
ступень пускового реостата.

Применение
полупроводникового вентиля также
позволяет использовать
реле без короткозамкнутого витка. При
включении обмотки
ток через вентиль практически равен
нулю. При этом через вентиль протекает
ток, определяемый этой ЭДС, активным
сопротивлением обмотки
и вентиля и индуктивностью обмотки.

Для
того чтобы прямое сопротивление вентиля
не приводило к уменьшению выдержки
времени (растет активное сопротивление
коротко-замкнутой цепи), оно должно быть
на один-два порядка ниже сопротивления
обмотки.

При
любых схемах обмотки реле питаются от
источника либо по­стоянного, либо
переменного тока с мостовой схемой
выпрямления.

Реле времени с
электромагнитным замедлением.

Конструкция
реле с таким замедлением типа РЭВ-800
(рис.1.6) содержит П-образный
магнитопровод 1 и якорь 2 с немагнитной
прокладкой 3. Маг-нитопровод укрепляется
на плите 4 с помощью литого алюминиевого
цоколя 5, на котором устанавливается
контактная система 6.

На
магнитопроводе установлена намагничивающая
обмотка 7 и короткозамкнутая обмотка в
виде овальной гильзы 8. Усилие возвратной
пружины 9 изменяется с помощью
регулировочной гайки 10, которая
фик­сируется шплинтом.

Д

Рис.1.6 Реле времени с электромагнитным
замедлением

ля получения большой выдержки
времени при отпускании необходима
высокая магнитная проводимость рабочего
и паразитного зазоров в замкнутом
состоянии магнитной системы. С этой
целью все соприкасающиеся
детали магнитопровода и якоря тщательно
шлифуются. Литой алюминиевый цоколь
создает дополнительный коротко-замкнутый
виток,
увеличивающий выдержку времени. У
реальных магнитных материалов после
отключения намагничивающей
обмотки поток спадает до Фост,
который определяется свойствами
материала магнитопровода, геометрическими
размерами магнитной цепи
и магнитной проводимостью рабочего
зазора. Чем меньше коэрцитивная
сила магнитного материала при заданных
размерах магнитной цепи
и магнитной проводимости рабочего
зазора, тем ниже остаточная индукция,
а следовательно, и остаточный поток.
При этом возрастает наибольшая
выдержка времени, которая может быть
получена от реле.

Применение
стали с низким значением Нс
позволяет увеличить
выдержку
времени.

Для
получения большой выдержки времени
материал
магнитопровода должен иметь высокую
магнитную проницаемость
на ненасыщенном участке кривой
намагничивания.

Регулирование
выдержки времени. Время срабатывания
реле можно
плавно регулировать с помощью возвратной
пружины 9 (рис. 1.6.) С увеличением сжатия
этой пружины увеличивается электромагнитное
усилие,
необходимое дня трогания якоря и
определяемое потоком в магнитной цепи.
При большем сжатии пружины поток трогания
возрастает. Следовательно, возрастает
время трогания.

При
разомкнутой магнитной цепи постоянная
времени обмотки мала
и максимальная выдержка времени также
незначительна (около 0,2 с). Выдержка
времени значительно увеличивается,
если поток трогания близок к установившемуся
значению. Однако в этом случае реле
работает на пологой части кривой O(t).
что вызывает большие разбросы времени
срабатывания.

Для получения
выдержки времени 1 с и более, необходимо
исполь­зовать отпускание якоря.
Регулировка выдержки реле при отпускании
мо­жет производиться плавно и ступенчато
(грубо).

Плавное
регулирование выдержки времени
производится изменением усилия пружины
11 (рис. 1.6). Эта пружина верхним концом
упирается в шайбу 14, которая удерживается
шпилькой 15, ввернутой в якорь реле.
Нижний конец пружины посредством
специальной пластины 16 передает силу
через два латунных штифта 12, которые
могут свободно перемещаться в отверстиях
якоря. Оси латунных штифтов 12 смещены
относительно оси пружины. В притянутом
положении якоря 2 штифты 12 перемещаются
вверх и пружина 11 дополнительно сжимается.
Пружина 11 создает
основную силу, отрывающую якорь от
сердечника. Начальное сжатие пружины
изменяется с помощью гайки 13. С увеличением
силы пружины 11 электромагнитное усилие,
при котором происходит отрыв якоря,
увеличивается
и возрастает поток отпускания Фотп.
При этом время отпускания
уменьшается (рис.1.7.). Чем меньше сила
пружины, тем больше выдержка
времени. Следует отметить, что при Фотп
близком к Фост
якорь реле
вообще может не отпадать от сердечника.

Возвратная
пружина 9 регулируется так, чтобы
обеспечить необхо­димое
нажатие размыкающих контактов реле и
четкий возврат якоря в по­ложение,
показанное на рис. 1.6.(после того как
якорь оторвется от сердеч­ника).

Грубое
регулирование выдержки времени
осуществляется изменением толщины
немагнитной прокладки 8.
Поскольку
при притянутом якоре
магнитная цепь насыщена, толщина
немагнитной прокладки мало сказывается
на установившемся потоке. С уменьшением
толщины немагнитной
прокладки
<растет
индуктивность катушки при ненасыщенном
магнитопроводе и уменьшается скорость
спадания магнитного потока. В результате
при неизменном усилии пружины 11 (рис.1.6.)
выдержка времени увеличивается
(рис.1.8.).

Толщину
немагнитной прокладки не рекомендуется
брать менее 0,1мм. В противном случае при
повторно-кратковременном
режиме работы якорь расклепывает
немагнитную прокладку
и толщина ее уменьшается, что ведет к
изменению выдержки времени. При толщине
прокладки более 0,1мм этим явлением можно
пренебречь.

Следует
отметить, что электромеханические реле
времени достаточно просты по конструкции
и обладают большой ударо-, вибро- и
изно­состойкостью. Допустимое число
включений достигает 600 в час. Они могут
использоваться в схемах автоматики и
электропривода как реле тока, напряжения
и промежуточные. Коэффициент возврата
их низок и составляет 0,1-0,3. Короткозамкнутые
витки создают электромагнитное замедление
как при притяжении, так и при отпускании
якоря. Поэтому токовые реле
с короткозамкнутым витком не реагируют
на кратковременные перегрузки.
При кратковременных перегрузках МДС
обмотки пропорциональна
этим перегрузкам.

Поток
в магнитопроводе нарастает с постоянной
времени Тк,
опре­деляемой
параметрами короткозамкнутого витка
LK
/Rk.

Если
перегрузка кратковременна и ее
длительность tПEP<tсp,
то поток к моменту tПEP
не достигнет
значения потока срабатывания и якорь
останется неподвижным.
Если tПEP>tсp,
то реле сработает. Таким образом,
предотвращается отключение нагрузки
(двигателя) при больших, но кратковременных
токовых перегрузках,
не опасных для двигателя.

Промышленностью
выпускаются многочисленные модификации
реле
с электромагнитным замедлением и
выдержкой времени при отпускании
0,3-5 с. Современные реле имеют один или
два унифицированных контактных
узла. Каждый узел имеет один замыкающий
и один размыкающий контакты
с общей точкой. Постоянный ток включения
контактов составляет 10 А при напряжении
110 В и 5 А при 220 В. Ток отключения для
индуктивной нагрузки (катушки реле,
контакторов) составляет 0,2, для активной
0,5 А.

Реле времени с
механическим замедлением

Реле
с пневматическим замедлением
.
В таких реле электромагнит
постоянного или переменного тока
воздействует на контактную систему
через замедляющее устройство в виде
пневматического демпфера. Выдержка
времени меняется при регулировке этого
устройства. Преимуществом
такого реле является возможность питания
как переменным, так и
постоянным током и независимость от
напряжения и частоты питания, температуры.
Пневматическое реле РВП,
применяемое в схемах электропривода
станков и других
механизмов, показано на рис.
1.9. При срабатывании электромагнита 1
колодка 2 под действием пружины опускается
и воздействует на микропереключатель
4. Колонка 2 свя:
зана
с резиновой диафрагмой 5 пневма­тического
замедлителя. Скорость движения колодки
определяется сечением отверстия, через
которое засасывается воздух
в верхнюю полость замедлите­ля.
Выдержка времени регулируется иглой
6, меняющей сечение этого отверстия.
Контактная система 7 срабатывает
без выдержки времени.

Реле
с пневматическим замедлением позволяет
регулировать выдержку времени в диапазоне
от 0,4 до 180с с точностью ±10 %. Контактная
система микропереключателя допускает
длительный ток ЗА, ток отключения 0,2 А
при переменном напряжении 380 В

Рис. 1.9. Реле времени
с
пневматическим
замедлением.

В
замедлителях в виде анкерного механизма
его пружина заводится
под воздействием электромагнита.
Контакты реле приходят в движение лишь
после того, как связанный с ними анкерный
механизм отсчитает определенное
время уставки.

Выдержка
времени у этих реле регулируется в
пределах от 7 до 17с с точностью ±10%
уставки. В реле имеются и нерегулируемые
контакты, которые
связаны с якорем электромагнита и
используются в цепях, не требующих
выдержки времени. Реле надежно работают
при напряжении питания до 0,85
Uhom.
Так
как износостойкость анкерного механизма
составляет всего 15000 срабатываний, такие
реле не применяются при частых включениях.
Моторные реле.

Для создания выдержки времени 20-30 мин
исполь­зуются так называемые моторные
реле времени, в состав которых входит
электродвигатель
с заданной частотой вращения.
Промышленностью выпус­каются
большие серии этих реле на выдержки
времени от 1 с до 26 мин и с различным
исполнением контактов

.

Начальное положение кулачка

при
обесточенном реле

Рис. 1.10. Моторное реле времени

Рис. 1.11. Кинематическая схема реле
времени ЭВ-215

На
рис. 1.10 показано устройство моторного
реле. Для пуска реле подается напряжение
на электромагнит 1 и двигатель 2. С помощью
рычага 12 электромагнит без выдержки
времени включает муфту 3, 4 и замыкает
выходной контакт 5. Через муфту и зубчатую
передачу 6 двигатель начинает вращать
диски 7 с кулачками 8 и 9, воздействующими
на промежуточные кулачки 10 и 11 и выходные
контакты 16 и 13. При соприкосновении
кулачков 8 и 10 последний поворачивается
против часовой стрелки и дает возмож­ность
контактной пластине 14 опуститься вниз
под действием силы упругости. При этом
контакт 16 размыкается. При соприкосновении
кулачков 9 и 11 последний поворачивается
и освобождает пластину 15, что вызывает
замыкание контакта 13. Выдержка времени
работы контактов 16 и 13 регулируется
путем изменения начального положения
дисков 7. При снятии напряжения с реле
диски 7 поворачиваются в начальное
положение с помощью спираль­ной
возвратной пружины 17.

Точность
работы реле ± 5 с. Реле позволяет
устанавливать различую
выдержку времени в пяти независимых
цепях. Выходные контакты реле
допускают длительный ток 10 А и при
переменном токе могут отключать нагрузку
мощностью 800 ВА при напряжении 220 В и 100
Вт при том же
напряжении и индуктивной нагрузке
постоянного тока. Допустимые колебания
напряжения составляют (0,9-1,12) Uном
.
Износостойкость не менее 1000 циклов.
Время возврата не более 1 с.

Реле
времени часового (анкерного) механизма.

Реле времени предназначено
для замедления действия МТЗ с целью
обеспечения селективности или
избирательности её действия, заключающегося
в отключении к ближайшему месту
повреждения сети выключателя. Устройство
электромагнитного
реле времени типа

ЭВ-215
с анкерным часовым механизмом
показано на рис. 1.11.

При
подаче напряжения на катушку 1 её
сердечник втягивается, сжимает пружину
2 и освобождает рычаг 3. Под действием
пружины 6 зубчатый сектор 5 поворачивается
на оси 4 по часовой стрелке. Шестерня 7
и подвижный контакт 9 будут вращаться
в противоположную сторону. Постоянная
скорость вращения контакта обеспечивается
часовым механизмом
8. Через некоторое время (временя выдержки)
контакт 9 замкнет неподвижные контакты
10. Регулируют выдержку времени изменением
длины прохождения пути контакта 9 за
счет перемещения контактов 10 по шкале
выдержек 12, к которой они крепятся винтом
11. Кроме контактов, замыкающихся
с выдержкой времени, реле имеет
вспомогательные контакты
13,14 мгновенного действия.

Изображение
катушки реле времени КТ и его контактов
(замыкающего
с выдержкой времени при замыкании КТ.
1 размыкающего с выдержкой времени при
размыкании КТ.2) показаны на рис. 1.11. В
общем случае направление
выдержки времени на изображаемом
контакте совпадает с направлением
«рожек» дуги («рожки» препятствуют
движению контакта).

studfiles.net

назначение, принцип работы, схемы подключения

Для обеспечения выдержки защит или построения логических электронных схем в их состав включаются элементы, обеспечивающие задержку срабатывания. В качестве такого элемента большинство современных электрических цепей использует реле времени.

Назначение

Реле времени предназначено для формирования нормируемых временных задержек при работе каких-либо устройств. Такие логические элементы позволяют выстраивать определенную последовательность в переключениях и срабатывании приборов. Благодаря отложенной подаче напряжения производится автоматическое управление выдаваемыми с реле времени сигналами.

Реле времени устанавливают в цепях защит в качестве промежуточного элемента для обеспечения селективности, построения ступеней, сценарных переходов и т.д.

Устройство и принцип работы

Конструктивно реле времени состоит из нескольких элементов, число и функции которых могут существенно отличаться в зависимости от типа реле. Общими блоками являются измерительный, блок задержки и рабочий.

  • Первый из них представлен электромагнитными катушками, полупроводниковыми элементами, микросхемами, реагирующими на поступающие сигналы электрического тока.
  • Блок задержки выполняется часовым механизмом, мостом, электромагнитным или пневматическим демпфером.
  • Рабочий элемент представляет собой контакты или выход из аналоговой или цифровой схемы, контролирующих подачу напряжения в те или иные цепи.

В зависимости от конструктивных особенностей конкретной модели будет отличаться и принцип ее работы.

Принцип действия реле времени заключается в создании временного интервала от начала подачи сигнала на реле времени до получения этого сигнала потребителем. Дальнейшие операции и подача питания на рабочий элемент будет коренным образом отличаться в соответствии с типом устройства, поэтому рассматривать принцип действия следует для каждого вида реле времени отдельно.

С электромагнитным замедлением

Конструктивно такое реле времени состоит из электромагнитной катушки, магнитопровода (ярма), подвижного якоря, короткозамкнутой гильзы и блока отключения, которые представлены на рисунке ниже:

Рис. 1: конструкция электромагнитного реле

Принцип работы электромагнитного реле заключается в создании магнитного потока в магнитосердечнике, наводимого от катушки. Магнитный поток притягивает якорь с контактами. Но, в таком режиме работы устройство представляло бы собой обычное промежуточное реле, поэтому для задержки замыкания контактов используется гильза. Она и создает в короткозамкнутом контуре встречный по направленности электромагнитный поток, задерживающий нарастание основного и обуславливающий выдержку временного промежутка.

Как правило, в электромагнитных моделях задержка  составляет от 0,07 до 0,15 секунд, работа устройства осуществляется от цепей постоянного тока.

С пневматическим замедлением

Данный тип применяется в станочном оборудовании различных сфер промышленности, в частных случаях встречаются и гидравлические модели.  Такое реле времени состоит из рабочей катушки, посаженной на магнитопровод, контактов и пневматической мембраны или диафрагмы, выполняющей роль демпфера.

Рис. 2: конструкция пневматического реле

Принцип работы пневматического реле времени заключается в том, что при подаче напряжения на обмотку в сердечнике возникает магнитный поток, приводящий его в движение. Но моментальная переброска контактов не происходит за счет наличия воздушного промежутка под мембраной. Время задержки включения будет определяться количеством воздуха в демпфере и скоростью его удаления. Для регулировки этого параметра в пневматических моделях предусматривают винт, увеличивающий или уменьшающий объем камеры или ширину выпускного клапана.

С анкерным или часовым механизмом

Конструктивным отличием реле времени с часовым механизмом является наличие пружинного устройства, которое заводится за счет электрического привода или вручную. Замедление срабатывания для него определяется положением замыкающего флажка на циферблате.

Рис. 3: конструкция реле с часовым механизмом

При появлении управляющего сигнала отпускается механизм, и пружина медленно перемещает рабочий элемент, вращающийся по шкале циферблата. При достижении установленной отметки  происходит включение нагрузки путем замыкания пары контактов. Пределы выдержки времени можно выбрать специальными зажимами или установкой регулируемой ручки в определенное положение. Конкретный способ управления будет отличаться в зависимости от модели и производителя.

Моторных реле времени

Отличительной особенностью моторных реле является наличие собственного двигателя, который включается в работу вместе с катушкой. Принцип работы такого устройства приведен на рисунке ниже:

Рис. 4: конструкция моторного реле

Напряжение подается на электрическую схему, состоящую из катушки 1 и синхронного двигателя 2. После возбуждения обмоток статора в двигателе  его вал приводит в движение систему зубчатой передачи 3 и 4, состоящую, как правило, из нескольких шестеренок. Вращение шестерней моторного реле приводит к механическому нажатию на рычаг, прижимающий контакты. Регулировка диапазона выдержки производится за счет перемещения фиксатора 8.

Электронных реле времени

Современные электронные реле представляют собой автоматический выключатель, принцип подачи сигнала с выхода которого регулируется настройкой R – C цепочки, параметрами микросхем или полупроводниковых элементов. Наиболее простым вариантом является совместная работа конденсатора и резистора, приведенная на рисунке ниже:

Рис. 5: принцип логической цепочки электронного реле

В зависимости от соотношения омического сопротивления резистора и емкости конденсатора, время заряда последнего и будет определять подачу напряжения питания в электронном устройстве. В данном примере приведен простейший вариант времязадающей цепочки, современные модели могут содержать более сложные структуры, включающие несколько R – C ветвей или их комбинации с транзисторами, мостами и другими элементами. Электронные модели обладают рядом весомых преимуществ, в сравнении с другими типами реле:

  • Сравнительно меньшие размеры;
  • Высокая точность срабатывания;
  • Широкий диапазон регулировки – от десятых долей секунд до часов или суток;
  • Автоматическое управление – удобная система программирования и ее визуальное отображение на дисплее.

Эти преимущества обуславливают повсеместное вытеснение электронными реле других устаревших моделей.

Цикличных

Под цикличными реле времени подразумевают такие устройства, которые выдают управляющий сигнал через какой-либо заданный промежуток времени (для подогрева чайника, открытия окон сутра, включения сигнализации на ночь и т.д.). Такое автоматическое включение имеет определенный сценарий, повторяющийся через какой-либо промежуток времени, из-за чего эту группу устройств также называют сценарными выключателями.  Ранее  циклическое включение осуществлялось посредством механического пружинного устройства, сегодня эта функция перешла к микропроцессорным элементам. Электронные таймеры находят широкое применение в самых различных сферах, некоторые из которых приведены на рисунке:

Рис. 6: сфера применения цикличных реле

Как выбрать?

При выборе конкретной модели реле времени необходимо руководствоваться такими принципами относительно их параметров:

  • Род и величина рабочего напряжения – различные модели могут, как подключаться к бытовой сети в 220 В переменного тока, так и работать от пониженных управленческих цепей на 12, 42, 127 В и т.д.
  • Допустимый ток нагрузки – определяет пропускную способность контактов реле времени без их перегрева.
  • Диапазон времени срабатывания контактов и чувствительность регулировки этого параметра – определяет скорость включения реле времени, возможность его изменения в каких-либо пределах и возможный шаг регулировки.
  • Конструктивные особенности и принцип работы – если по местным условиям не допускается классическое переключение контактов по соображениям взрывоопасности, необходимо устанавливать бесконтактные модели.
  • Влагозащищенность и температурный диапазон – определяет допустимые параметры окружающей среды, в которых может эксплуатироваться данное реле времени.
  • Тип устройства (цикличные или промежуточные) – первый из них задает некую периодичность выдаваемого сигнала, а второй выступает в качестве промежуточного звена, обеспечивающего задержку времени в уже существующей цепи.

Примеры схем подключения

В зависимости от конкретной модели реле времени или поставленных задач, которое оно должно решать, схема подключения может коренным образом отличаться.

Рис. 7: пример схемы подключения

Посмотрите на рисунок 7, в данном примере приведен один из простейших вариантов управления осветительными приборами при помощи реле времени. Подача управляющего сигнала осуществляется на выводы 1 и 2, а к нагрузке от вывода 3 и нулевого провода. Клемма 4 получает питание от сети 220В. Данная схема широко используется для бытовых нужд и практически не применяется для промышленных целей, так как обеспечивает работу только с одним потребителем (прибором освещения, линией, сигнализацией и т.д.).

Рис. 8: Еще одна схема подключения реле времени

На рисунке 8 приведена схема включения реле времени, здесь способ питания аналогичен предыдущей схеме.  Но на выходе устройства реализовано подключение двух независимых групп потребителей от контактов 3 и 5, которые могут иметь индивидуальную логику работы. Такой способ подключения предоставляет куда больший функционал, за счет чего он применяется в местах, где требуется управление сразу несколькими приборами.

Рис. 9: схема включения реле через контактор

Как видите на рисунке 9, при подключении мощного оборудования, для которого реле времени не может осуществлять его электроснабжение из-за недостаточной проводимости собственных цепей, применяется подключение логического элемента через силовой контактор.  В данной схеме рабочим органом выступает контактор, управляющий сигнал на который подается с контактов реле времени. Основным преимуществом такой схемы подключения является возможность запитать потребитель любой мощности и принципа действия.

Видео в развитие темы


www.asutpp.ru

5. РЕЛЕ ВРЕМЕНИ, ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ И СИГНАЛЬНЫЕ РЕЛЕ

5. РЕЛЕ ВРЕМЕНИ, ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ И СИГНАЛЬНЫЕ РЕЛЕ

Категория: М.А. Шабад «Максимальные токовые защиты»

Назначение и типы реле времени, промежуточных и сигнальных реле, применяемых в схемах максимальных токовых защит и токовых отсечек рассмотрены в § 2 и 3 (рис. 5, 13, 14). Далее приводятся краткие сведения о принципах выполнения и основные технические данные этих реле.

Реле времени.

Реле времени серий РВ-100, РВ-200. По принципу исполнения это электромагнитные реле мгновенного действия с задерживающим часо­вым механизмом. Они срабатывают после того, как контактами управ­ляющих реле (РТ1—РТЗ на рис. 5, в) замыкается цепь катушек элек­тромагнита постоянного (РВ-100) или переменного тока (РВ-200, кроме тех, у которых последняя в обозначении типа цифра 5). Втягивается якорь реле и пускает в ход часовой механизм, обеспечивающий замы­кание контактов реле с заданной заранее выдержкой времени. У реле времени переменного тока с последней цифрой в обозначении 5 (напри­мер РВ-225, РВ-235) в нормальном режиме электромагнит находится под напряжением и якорь реле втянут, а при исчезновении напряжения якорь опускается и начинает работать часовой механизм (рис. 14).

В трехзначном числе, обозначающем типоисполнение реле РВ-100 и РВ-200, первая цифра обозначает род оперативного тока (постоян­ный — 1, переменный — 2), вторая цифра — пределы плавного регулирования времени срабатывания реле, а третья — тип контактного уст­ройства и некоторые другие особенности и реле.

Пределы плавного регулирования времени срабатывания сле­дующие:

0,1-1,3с-у реле типов РВ-112, 113, 114,215,217,218;

0,25-3,5 с — у реле типов РВ-124, 127, 128, 225, 227, 228;

0,5-9 с — у реле типов РВ-132, 133, 134, 235, 237, 238;

1,0-20 с — у реле типов РВ-142, 143, 144, 245, 247, 248.

Реле с последней цифрой 4 или 7 (РВ-114, 124, 134, 144, 217, 227, 237 и 247) имеют один конечный замыкающий контакт с регулируемой выдержкой времени и один мгновенный переключающий контакт.

Реле типов РВ-113, 123, 133, 143 являются термически стойкими, т. е. они могут длительно находиться под напряжением; у них имеется также один конечный замыкающий контакт с регулируемой выдержкой времени и один мгновенный замыкающий контакт.

Реле с последней цифрой 2 или 8 дополнительно к конечному имеют скользящий (временно замыкающий) контакт, оба — с регулируемыми выдержками времени, а также один мгновенный переключающий кон­такт (например, реле типов РВ-112,132,228 и др.).

Реле времени для схем на переменном оперативном токе, действую­щие при снятии напряжения (рис. 14), типов РВ-215, 225, 235 и 245 имеют один скользящий и один конечный замыкающие контакты с регу­лируемыми выдержками времени, а также один мгновенный переклю­чающий контакт.

Контакты реле времени РВ-100 и РВ-200 (кроме скользящего кон­такта) способны коммутировать цепь постоянного тока при мощности 100 Вт, токе не более 1 А и напряжении от 24 до 250 В или цепь пере­менного тока при мощности 500 В • А, токе не более 5 А и таком же диапазоне напряжения. Скользящие (временно замыкающие) контакты могут замыкать цепь при такой же мощности, но размыкание должно производиться контактами других реле или специальных устройств. Длительно допустимый ток через замыкающие с выдержкой времени контакты 5 А, через мгновенные — 3 А.

Потребляемая мощность при номинальном напряжении для реле времени постоянного тока РВ-100 не более 30 Вт, для реле времени переменного тока РВ-200 — не более 20 В • А (при втянутом якоре).

Реле РВ-100 выпускаются на все стандартные номинальные напря­жения постоянного оперативного тока: 24, 48, 110 и 220 В. Реле РВ-200 выпускаются на все номинальные напряжения переменного оператив­ного тока: 100, 127, 220, 380 В, а также 110 В. Все реле времени пере­менного тока являются термически стойкими, т. е. они могут длительно находиться под напряжением, на 10% превышающим номинальное зна­чение.

Реле времени типа РВ-01. Реле этого типа являются электронным аналогом реле времени РВ-100 и РВ-200 (за исключением РВ-215, 225, 235 и 245). Управление работой реле РВ-01 осуществляется подачей напряжения оперативного тока, постоянного или переменного, контак­тами, например, измерительных органов максимальной токовой защиты (рис. 5, в). Для получения выдержки времени используется принцип электрического заряда конденсатора. Известно, что время заряда кон­денсатора зависит от значения сопротивления цепи, по которой происхо­дит заряд конденсатора; это сопротивление называют зарядным. Регу­лировка выдержек времени в реле РВ-01 осуществляется путем дискрет­ного изменения значения зарядного сопротивления с помощью набора резисторов.

Переключение резисторов производится на двух колодках 1 и 2 (рис. 19). На колодке 1 производится переключение резисторов 15—23, чем обеспечивается изменение выдержки времени на 10% от макси­мальной уставки шкалы, а на колодке 2 — переключение резисторов 24—32 для изменения выдержки времени на 1% от максимальной устав­ки. Переключатель 1 называется переключателем старшего разряда уставок, переключатель 2 — младшего разряда уставок.

Выдержка времени реле устанавливается с помощью одной или двух перемычек и соответствует сумме цифр возле включенных резисторов. Например, на реле РВ-01 необходимо установить выдержку времени 1,1 с. Принимается реле с максимальной выдержкой времени 3 с, со шкалой 0,3—3,0 с. Установив перемычки у резисторов 16 и 30 (рис. 19), получим сумму цифр 0,9 +0,21 =1,11 с, что достаточно точно соответствует выбранной в расчете выдержке времени защиты.

Реле времени РВ-01 обладают настолько высокой точностью, что при расчетах времени срабатывания защит с этими реле разрешено принимать ступень селективности около 0,3 с (при диапазоне уста­вок по времени 0,1—1,0 с). Это является большим преимуществом электронных реле времени по сравнению с электромеханическими и особенно по сравнению с реле типа РТВ.

Реле времени РВ-01 выпускаются на все те же номинальные напря­жения постоянного и переменного оперативного тока, что и реле РВ-100, РВ-200 (см. выше).

Рис.   19. Положение переключателей реле времени типа РВ-01, соответствующее времени срабатывания реле fс р = 1,11 с

Схема внешних подключений реле РВ-01 приведена на рис. 20. Реле имеет два исполнительных контакта / и 2, переключающихся с одной и той же выдержкой времени. Последнее обстоятельство является недо­статком конструкции РВ-01 по сравнению с реле серии РВ-100, РВ-200, у которых на одном реле можно выполнить две разные выдержки вре­мени, т.е. дать две команды поочередно. У реле РВ-01, выпускаемых в настоящее время, можно дать две команды лишь одновременно. При необходимости выполнения разновременных команд надо установить два таких реле. Размеры реле РВ-01 примерно такие же, как размеры РВ-100, РВ-200, а стоимость — значительно выше.

Коммутационная способность контактов / и 2 (рис. 20) в цепи постоянного оперативного тока до 30 Вт с индуктивной нагрузкой и до 250 В • А в цепи переменного тока при коэффициенте мощности сме­шанной (активной и индуктивной) нагрузки не ниже 0,4. Минимальный ток контактов — 0,01 А при напряжении 110 В и более и 0,05 А при на­пряжениях от 24 до 110 В. Длительно допустимый ток контактов 2,5 А.

 

Потребляемая мощность реле РВ-01 постоянного тока (рис. 20, а) при номинальном напряжении 110 и 220 В составляет 5 и 10 Вт соответ­ственно. Потребляемая мощность реле РВ-01 переменного тока (рис. 20, б) при номинальных напряжениях 100, 220, 380 В составляет 6, 11 и 20 В • А.

Реле РВ-01 предназначено для переднего или заднего присоединения внешних проводников только винтом. Каждый контактный зажим допускает   присоединение   двух   медных или   алюминиевых проводов сечением 1,5 мм2 или одного сечения 2,5 мм2.

Рис. 20. Схема внешних подключений реле времени типа РВ-01   (по каталогу за­вода-изготовителя)

допускает   присоединение   двух   медных или   алюминиевых проводов сечением 1,5 мм2 или одного сечения 2,5 мм2.

При оформлении заказа на реле РВ-01 необходимо указывать тип реле, номинальное напряжение (постоянного или переменного тока), максимальную выдержку времени, конструктивное исполнение (пе­реднее или заднее присоединение внешних проводников), балластный резистор при включении на номинальное напряжение 220 В постоянного и переменного тока при использовании в длительном режиме (рис. 20), номер технических условий. Например, для нужд народного хозяйства заказ составляется в следующем виде: «Реле времени типа РВ-01 УХЛ 4, 220 В, пост., 3 с, переднее присоединение. Балластный рэзистор. ТУ 16-523-557-78».

Буквы УХЛ обозначают климатические условия, для которых выполнено реле: У — для умеренного климата, ХЛ — холодного; цифра 4 — для работы в помещениях с искусственным регулированием климата (ГОСТ 15150-69).

Реле времени типа РВ-03. Реле предназначено для использования в схемах релейной защиты и автоматики для получения задержки вре­мени срабатывания после отключения напряжения питания либо после скачкообразного его снижения ниже определенного значения. Реле типа РВ-03 является электронным аналогом реле времени типа ЭВ-215, 225, 235, 245 и др., осуществляющих замедление действия защиты при снятии напряжения, т. е. при возврате. Нормально реле РВ-03 находится в схеме защиты под напряжением (рис. 14). Реле РВ-03 выпускается только на переменное напряжение питания 100,127, 220 и 380 В.

Реле РВ-03 выпускаются с одним из трех диапазонов уставок по вре­мени: 0,15—3, 0,5—10 и 1—20 с. Выдержки времени устанавливаются дискретно. Наибольшая ступень регулировки (дискретность) от макси­мальной уставки составляет 2,5%. Это больше, чем у реле типа РВ-01 (см. выше). Однако, учитывая, что реле типа РВ-03, так же как реле РВ-215, 225, 235, 245, чаще всего применяются в схемах автоматики, такая повышенная дискретность уставок допустима. Если при выборе уставок по времени максимальной токовой защиты важны десятые, а иногда и сотые доли секунд, то при выборе времени действия, скажем, устройства автоматического включения резерва (АВР) такая точность не требуется. Например, при выбранном времени действия сетевого устройства АВР, равном 20 с, вполне допустимо его срабатывание с раз­бросом в 0,5 с.

Мощность, потребляемая реле, не более 3 В • А. Контактная   система   реле РВ-03   обеспечивает   замыкание одной цепи без выдержки времени и двух независимых цепей срази ы ми, независимо регулируемыми выдержками времени. Это является суще­ственным преимуществом по сравнению с реле РВ-01.

Реле   РВ-03 предназначены   для   переднего или заднего присоеди­нения внешних проводников только винтом.

Заказ на реле РВ-03 оформляется так же, как на реле РВ-01, но в обозначении технических условий ТУ последние цифры 79.

Реле времени электронное ПРВ. Полупроводниковое (электронное) реле времени типа ПРВ выпускает завод «Энергоавтоматика».

Реле ПРВ выпускаются с одним из четырех диапазонов уставок по времени: 0,1-1, 0,5-5, 0,2-20 и 12-120 с. Дискретность регули­рования уставки составляет 1%от максимальной уставки шкалы (диапа­зона) . Реле ПРВ выпускается на все номинальные напряжения опера­тивного тока: переменного 100, 220, 380 В (одно общее исполнение) и постоянного 24, 48, 110 и 220 В (четыре разных исполнения).

Потребляемая мощность реле на напряжение переменного тока 10 В • А, постоянного тока 6 Вт (на 24 В) и 18 Вт (220 В).

Реле времени типа ВЛ-23. Полупроводниковые реле времени этого типа являются импульсными. Принцип действия реле основан на счете импульсов, получаемых путем преобразования тока промышленной частоты 50 Гц в импульсные посылки тока положительной полярности, следующие через 10 мс (половину периода промышленной частоты).

Реле ВЛ-23 выпускаются на один из двух диапазонов уставок по времени: 1-100 си 0,1-10 мин. Разброс по времени не. более 3%.

Контактная система реле ВЛ-23 обеспечивает замыкание трех неза­висимых цепей с разными, независимо регулируемыми выдержками времени, а также замыкание трех цепей без выдержки времени (в реле предусмотрены три выходных реле).

Реле времени типа РВМ-12, РВМ-13. Реле времени типа РВМ предназ­начены для создания выдержки времени в схемах релейной защиты на переменном оперативном токе с дешунтированием ЭО контактами реле типа РП-341 (рис. 13). Элементом выдержки времени в реле РВМ является синхронный однофазный микродвигатель на рис. 13, б). Двигатель включается в работу при двух одновременных условиях: вторичном токе трансформаторов тока фаз А или С более 2,5 или 5 А (уставки реле РВМ) и при замыкании одного из контактов управляю­щих реле (РТ1 ?ТЗ на Рис.13, б). Переменный ток трансформаторов тока фаз А и С подается на обмотку микродвигателя М через промежу­точные трансформаторы тока ПНТ, которые выполнены насыщающи­мися для ограничения тока в двигателе при больших значениях первич­ного и вторичного токов, например, при близких КЗ на защищаемом элементе. Схема включения реле РВМ такова, что при любом виде КЗ двигатель М подключается к вторичной обмотке только одного из ПНТ, Например, при срабатывании двух максимальных реле тока РТ1 и РТ2 (или РТЗ) замыкающий контакт РТ1 замкнет цепь пуска двигателя М от ПНТ фазы А, а размыкающий контакт этого же реле разомкнет цепь его пуска от ПНТ другой фазы.

Микродвигатель М при подаче тока вращается с частотой, соответ­ствующей промышленной частоте 50 Гц, но встроенный редуктор сни­жает частоту вращения механизма реле до такого значения, чтобы выход-48

ной рычаг с подвижными контактами двигался в течение 4 с у реле РВМ-12 и 10 с — у реле РВМ-13. В пределах этих значений могут уста­навливаться выбранные выдержки времени, самостоятельно для двух скользящих (временно замыкающих) и конечного замыкающего кон­тактов. Таким образом, реле РВМ-12 имеют пределы регулировки вре­мени от 0,5 до 4 с, а реле РВМ-13 — от 1 до 10 с. Абсолютная погреш­ность выдержки времени составляет 0,12 с — для РВМ-12 и 0,25 с —для РВМ-13.

Уставки по току срабатывания (2,5 и 5 А) выполняются путем раз­личного соединения секций первичных обмоток промежуточных насы­щающихся трансформаторов ПНТ: последовательно или параллельно.

Реле РВМ допускают длительное протекание по первичным обмот­кам ПНТ тока 10 А, а кратковременно, в течение 10 с, — тока 150 А (при параллельном соединении первичных обмоток).

Потребляемая мощность реле не более 10 В • А при двукратном токе срабатывания (для каждой цепи питания). Например, при токе срабатывания 5 А полное сопротивление реле РВМ zp = 10/(2 • 5) = = 0,1 Ом как для фазы А, так и для фазы С.

Коммутационная способность конечного контакта в цепи постоян­ного тока — 100 Вт при напряжении от 24 до 250 В и токе до 1 А, в цепи переменного тока — 500 В • А при тех же значениях напряжения и токе до 5 А. Скользящие контакты могут замыкать электрическую цепь с такой же мощностью, но разрыв тика должен осуществляться кон­тактами других реле. В замкнутом состоянии контакты способны дли­тельно пропускать ток 5 А.

В ближайшее   время   недостаточно   надежные   реле   типа   РВМ-12

и РВМ-13 будут заменены новыми реле типа РСВ-13.

Реле промежуточные.

Промежуточные реле в схемах максимальных токовых защит и то­ковых отсечек используются, главным образом, в качестве исполни­тельного органа (выходного реле). Своими достаточно мощными кон­тактами они подают оперативный ток на электромагниты управления коммутационных аппаратов. В одних схемах контактами промежу­точного реле РП на электромагниты отключения подается оперативный постоянный ток (рис. 5), в других — контакты РП подключают электро­магнит отключения ЭО к предварительно заряженным конденсаторам (рис. 14). В схемах релейной защиты на переменном оперативном токе усиленные контакты специальных промежуточных реле типа РП-341 дешунтируют ЭО, тем самым подключая его к измерительным транс­форматорам тока защиты (рис. 13). Ниже приводятся краткие сведения о тех сериях и типах промежуточных реле, которые могут использо­ваться в схемах максимальных токовых защит и токовых отсечек и вы­пускаются в настоящее время промышленностью (в том числе и о тех, которые предполагается снять с производства: РП-23, РП-25).

Реле промежуточные типов РП-23, РП-25. Эти реле применяются в схемах максимальной токовой защиты, выполненных на постоянном оперативном токе (РП-23) и на переменном оперативном токе (РП-25). Схема защиты с РП-23 приведена на рис. 5. Реле РП-25 может использоваться, например, в схемах максимальной токовой защиты от сверх токов перегрузки, поскольку в режимах перегрузки защищаемого элемента, например трансформатора, напряжение на подстанции и на шинках управления и сигнализации сохраняется близким к номинальному и может быть использовано в качестве оперативного.

            Напряжение срабатывания реле не должно быть более 80% номинального для реле типа РП-23 и не более 85% номинального для РП-25. Эти параметры определяются у реле, нагретых до установившегося теплового состояния напряжением 110% номинального при температуре окружающего воздуха 40 °С. Реле выпускаются на номинальные напряжения 24, 48, 110 и 220 В постоянного тока и 110, 127, 220 В — переменного. Реле могут длительно находиться под напряжением, равным 110% номинального.

            Потребляемая мощность при номинальном напряжении не более 6 Вт для реле постоянного тока и не более 10 В*А для реле переменного тока (при притянутом якоре).

            Конструкция реле позволяет выполнить несколько вариантов контактной системы. Реле выпускаются с 1 размыкающим и 4 замыкающими контактами, но путем перестановки контактных угольников и подвижных контактных пластин можно получить следующие варианты:

Рис. 21, Схемы внутренних соединений промежуточных реле типов РП16-1 и РП16-2

(по каталогу завода-изготовителя)

U, I — обмотки напряжения и тока соответственно

 

2 размыкающих и З замыкающих контакта;

З размыкающих и 2 замыкающих контакта;

4 размыкающих и 1 замыкающий контакты.

            Наибольшая отключаемая контактами реле мощность при напряжении от 24 до 250 В в цепи постоянного тока — 100 Вт при токе до 2 А, в цепи переменного тока — 500 В. А при токе до 5 А. Наибольший ток включения и длительно допустимый ток контактов равны 5 А.

            Реле промежуточные типа РП16-1 и РП16-7. Реле выпускаются на номинальные напряжения постоянного тока 12, 24, 48, 110 и 220 В (РП16-1) и переменного тока 100, 127, 220 В (РП16-7). Потребляемая мощность соответственно равна 3,5 Вт и 10 В*А.

            Реле имеют одну обмотку напряжения (включающую), 4 замыкающих и 2 размыкающих контакта (рис. 21, а). Реле РП16-7 может быть выполнено и с другим сочетанием контактов: 2 замыкающих и 4 размыкающих. Коммутационная способность контактов такова, что они обеспечивают:

включение и протекание номинального тока, равного 5 А, длительно;

включение и протекание постоянного тока 15 А в течение 10 с, постоянного тока 24 А в течение 0,1 с при последующем отключении тока другими устройствами;

отключение одним или двумя последовательно соединенными контактами следующих значений постоянного тока при максимальных значениях напряжения оперативного тока:

2,65—5,0 А — при 26,4 В;

1,30—3,0 А — при 52,8 В;

0,58—1,25 А— при 121,0 В;

0,21—0,62 А — при 242,0 В;

            отключение переменного тока 5 А одним контактом при максимальных значениях напряжения 110, 121, 242 В и коэффициенте мощности нагрузки не менее 0,5.

Реле промежуточные типов РП16-2, РП16-3, РП16-4. Реле этих типов выпускаются для схем релейной защиты на постоянном оперативном токе. Реле РП16-2 имеет включающую обмотку (катушку) постоянного напряжения U и 2 удерживающие обмотки тока 1 (рис. 21, 6). Реле РП16-3 имеет такое же исполнение, но З удерживающие обмотки тока. Реле РП16-4 имеет включающую обмотку тока и удерживающую об мотку напряжения. Удерживающие обмотки тока выполняются на номинальные токи 0,5; 1; 2; 4 и 8 А. Удерживающие обмотки напряжения — на номинальные напряжения 12; 24; 48; 110 и 220 В (РП16-4).

Использование промежуточных реле с двумя видами обмоток (включающих и удерживающих) позволяет выполнить в схемах защиты различные логические операции. Например, после срабатывания реле РП с помощью включающей обмотки напряжения U (по команде от реле РТ измерительной части токовой отсечки) можно удерживать его в сработавшем положении до тех пор, пока ток ЭО выключателя проходит через удерживающую обмотку тока 1 и контакты этого же реле (рис. 22). После отключения выключателя большой ток ЭО отключается специальными вспомогательными контактами БКВ выключателя. В такой схеме предотвращается возможность отключения больших токов маломощными по сравнению с БКВ замыкающими контактами РП в тех случаях, когда измерительные реле разомкнут свои контакты до полного отключения выключателя.

Реле этих типов в сумме имеют по 6 контактов, часть из которых используется только во внутренней схеме реле. У реле типа РП16-2 имеются: 2 замыкающих внешних, 2 замыкающих внутренних (в цепях каждой из удерживающих обмоток тока), 2 размыкающих контакта (рис. 21, б). У реле РП16-3 имеются: З замыкающих внутренних (в цепях каждой из удерживающих обмоток). У реле РП16-4 — 2 замыкающих и 2 размыкающих контакта, которые могут использоваться во внешних цепях.

Коммутационная способность контактов — такая же, как у реле типа РП16-1 (см. выше).

Реле промежуточные серии РП18. Реле этой серии относятся к типу промежуточных реле, замедленных при включении (РП18-1 — РП18-3) или при отключении питания (РП18-4 — РП18-9 и РП18-0) . По назначению реле этой серии являются аналогами реле промежуточных серий РП-250 [7]. В данной книге сведения о реле серии РП-250 не приводятся, поскольку они снимаются с производства в связи с выпуском реле серии РП-18.

Замедленные промежуточные реле часто используются в схемах релейной защиты. Например, для выполнения так называемого ускорения защиты после АПВ линии (рис. 23). Обмотка промежуточного реле РПУ (с замедлением при отключении питания) при отключенном положении выключателя находится под напряжением через контакт реле РПО — реле положения “Отключено”. При этом контакт реле РПУ в цепи ускорения защиты замкнут. Цепь ускорения защиты проходит через временно замыкающий контакт реле времени РВ2, который отрегулирован примерно на 0,3 с, что значительно меньше, чем уставка по времени основного контакта РВ1 — например, 1,5 с. После включения выключателя контакт РПО размыкается и реле РПУ теряет питание. Но контакт реле РПУ в цепи ускорения защиты после АПВ не размыкается в течение, например, 0,8 с. Если АПВ происходит на устойчивое К3 и срабатывает защита линии, то команда на отключение выключателя пройдет через 0,3 с, т.е. значительно быстрее, чем через 1,5 с. Ускорение времени действия защиты после АПВ является очень полезным и обязательным мероприятием [1]. Если КЗ было неустойчивым, то после успешного АПВ линия остается в работе и через 0,8 с цепь ускорения защиты размыкается.

Реле серии РП18 предназначены для использования в цепях постоянного (РП18-1 — РП18-7) и переменного (РП18-8, РП18-9, РП18-0) оперативного тока в схемах релейной защиты и автоматики. Реле постоянного тока выпускаются на номинальные напряжения 24, 48, 110 или 220 В, переменного тока на напряжения 110, 127 и 220 В. Кроме включающей обмотки на одно из указанных напряжений, в реле РП18-2 имеются две удерживающие обмотки тока, в РП18-3 — три удерживающие обмотки тока. В реле РП18-4, в отличие от остальных, имеется одна включающая обмотка тока и одна удерживающая обмотка напряжения. Количество обмоток и контактов указано в табл. 6. Обмотки тока выполняются на номинальные токи 0,5; 1; 2; 4 или 8 А.

Обмотки напряжения выдерживают длительно 110% номинального напряжения. Режим работы обмоток тока — кратковременный. Продолжительность прохождения тока: не более 3 с — при трехкратном номинальном токе для включающей обмотки тока (РП18-4) и не более 10 с — при двукратном номинальном токе для удерживающих обмоток (РП18-2, РП18-3).

Коммутационная способность контактов реле при напряжении от 24 до 242 В в цепях переменного тока с коэффициентом мощности не менее 0,5 составляет 500 В*А (при токе до 5 А), в цепях постоянного тока — 70 Вт (при токе до 2,6 А). Наименьший рабочий ток, комму тируемый контактами при напряжении 24 В, составляет 0,05 А.

Реле типов РП18-1 — РП18-3 обеспечивают замедление при включении питания, т. е. выдержку времени на замыкание замыкающего контакта в пределах от 0,05 до 0,25 с. Реле типов РП18-4—РП18-9 и РП18-0 обеспечивают замедление при отключении питания, т.е. выдержку времени на размыкание замыкающего контакта в пределах, указанных в табл. 6.

Для обеспечения замедленного действия при включении или отключении питания реле серии РП18 имеют блоки с полупроводниковой схемой. Замедление при включении обеспечивается временем заряда конденсатора, заданная продолжительность которого плавно регулируется с помощью резистора в пределах, указанных в табл. 6.

Замедление при отключении (задержка на возврат) выполняется с помощью электромагнитного реле с магнитопроводом из магнитотвердой стали и времязадающего органа. После снятия напряжения питания якорь реле остается притянутым к полюсному наконечнику за счет остаточной намагниченности магнитопровода, для возврата реле в исходное положение через заданное время в катушку реле от накопительного конденсатора подается импульс тока с обратным знаком. Магнитопровод реле размагничивается, якорь отпадает, и контакты реле размыкаются (или замыкаются).

Заданное время отпадения реле должно быть заранее отрегулировано (в пределах, указанных в табл. 6) с помощью подвижного контакта регулировочного резистора времязадающего органа, расположенного на печатной плате реле.

Потребляемая мощность включающих обмоток напряжения: постоянного тока 5 Вт, переменного — 8 В*А; удерживающей обмотки напряжения постоянного тока (РП18-4) — 3,5 Вт. Потребляемая мощность удерживающих обмоток тока: 1 Вт — при номинальных токах 0,5; 1; 2 и 4 А; 2 Вт — при 8 А; включающей обмотки тока (РП18-4) — 5 Вт.

Таблица 6

Технические данные реле серии РП18














Тип реле

Количество обмоток

Количество контактов

Регулируемое замедление, с, при

включающих

удерживаю-щих

замыкаю-щих

размыкаю-щих

включе- нии

отключе-нии

напря-жения

тока

напря-жения

тока

РП18-1

1

5(6)

1(2)

4

0,05 — 0,25

РП18-2

1

2

1(4)

2

РП18-3

1

3

2(6)

РП18-4

1

1

2

2

0,4 – 1,0

РП18-5

1

4

2

1(2)

3(4)

0,15 — 0,5

РП18-6

1

4

2

1(2)

3(4)

0,4 — 1,0

РП18-7

1

4

2

1(2)

3(4)

0,8 — 2,0

РП18-8

1

4

2

1(2)

3(4)

0,15 — 0,5

РП18-9

1

4

2

1(2)

3(4)

0,4 — 1,0

РП18-0

1

4

2

1(2)

3(4)

0,8 — 2,0

 

Следует отметить выявленные на практике недостатки реле серий РП16 и РП18 первых партий, в числе которых возможность механического застревания подвижных частей реле из-за коробления пластмассовых направляющих и как следствие — отказ защиты.

Для реле РП18 возможен отказ в возврате при медленном снижении напряжения питания. Поэтому не следует применять реле типа РП18 для сигнализации снижения уровня напряжения на аккумуляторной батарее.

Реле серий РП16 и РП18, обладающие повышенной чувствительностью, могут излишне (ложно) сработать при таких повреждениях в цепях постоянного оперативного тока, которые вызывают заземление одного из полюсов. В связи с этим в 1987 г. было принято решение (Противоаварийный циркуляр Главтехуправления Минэнерго СССР № Ц-10-87), согласно которому необходимо у всех реле этих серий, ложное срабатывание которых при возникновении заземления в цепях постоянного оперативного тока может привести к тяжелым последствиям (авариям), зашунтировать катушку реле резистором 5,1 кОм, 10 Вт для номинального напряжения 220 В и 1,2 кОм, 15 Вт для номинального напряжения 110 В. При параллельном включении двух и более реле параметры шунтирующего резистора выбираются, исходя из необходимости обеспечить результирующее сопротивление не более 4 кОм при напряжении 220 В и не более 1 кОм при напряжении 110 В.

Реле промежуточное типа РП-341. Реле применяется в схемах релейной защиты на переменном оперативном токе для дешунтирования электромагнитов управления коммутационными аппаратами, например электромагнитами отключения ЭО (рис. 13).

Первичная обмотка промежуточного трансформатора тока этого реле ПНТ включается во вторичную цепь измерительных трансформа торов тока. Как правило, в схемах защиты устанавливаются два реле, фаз А и С, но есть схемы, в которых используется одно реле РП-341, включаемое на разность токов фаз А и С. К вторичной обмотке промежуточного трансформатора тока через выпрямитель и управляющие контакты других реле подключается исполнительный орган — промежуточное реле постоянного тока с переключающими контактами повышенной мощности (аналогичными реле РТ-85) и переключающими контактами пониженной мощности (в последних партиях реле — два таких контакта).

Переключающие контакты повышенной мощности способны дешунтировать ЭО выключателя (рис. 13). Условия, при которых могут использоваться схемы защиты с дешунтированием электромагнитов управления, рассмотрены в § 3.

Контакты пониженной мощности используются для самоудерживания реле РП-341 в сработавшем состоянии (рис. 13), а также для осуществления ближнего резервирования, например для подключения дублирующего электромагнита управления к предварительно заряженным конденсаторам (рис. 14). Эти контакты способны коммутировать цепь постоянного тока с индуктивной нагрузкой мощностью 50 Вт при токе не более 1 А, напряжении от 24 до 250 В, а цепь переменного тока мощностью 450 В*А при токе не более 2 А. Контакты способны длительно пропускать ток 5 А.

Реле РП-341 имеет две уставки по току срабатывания: 2,5 и 5 А. Изменение уставок производится переключением секций первичных обмоток промежуточных насыщающихся трансформаторов тока этих реле. Реле допускает длительное прохождение тока 10 А по первичной обмотке ПНТ при параллельном соединении секций и кратковременное, в течение 4с, — тока до 150 А [7].

Потребляемая мощность от трансформаторов тока у реле РП-341 при двукратном токе срабатывания не превышает 10 В*А (аналогичная мощность у реле времени типа РВМ-12, РВМ-13, см. выше). Сопротивление реле, например, при токе срабатывания, равном 5 А, zр= =10/(2*5)2=0,1 Ом.

Реле промежуточное типа РП-321. Первичная обмотка ПНТ этого реле включается во вторичную цепь измерительных трансформаторов тока таким же образом, как у реле типа РП-341. Уставки по току срабатывания (2,5 и 5 А) и потребляемая мощность имеют такие же значения, как у РП-341, но в отличие от него, в РП-321 отсутствуют переключающие контакты повышенной мощности, способные дешунтировать электромагнит управления коммутационного аппарата.

Реле РП-321 имеет четыре замыкающих контакта. Путем перепайки, при необходимости, можно выполнить два замыкающих и два размыкающих контакта нормальной мощности. Они способны коммутировать цепь переменного тока мощностью 500 В*А, цепь постоянного тока с индуктивной нагрузкой мощностью 100 Вт при токе не более 2 А, напряжении от 24 до 250 В (например, производить подключение электромагнита управления коммутационными аппаратами к предварительно заряженным конденсаторам). Эти контакты способны длительно пропускать ток 5 А [7].

Реле промежуточное типа РП-342. Реле применяется в цепях постоянного оперативного тока и выпускается на номинальные напряжения 110 и 220 В. Основное назначение реле — дешунтирование электромагнитов управления коммутационных аппаратов с помощью таких же переключающих контактов повышенной мощности, какие имеются в реле РП-341.

Потребляемая мощность реле при номинальном напряжении не более 10 Вт. Термическая стойкость обеспечивается при длительном включении под напряжение, равное 110% номинального. Реле четко срабатывает при 70% номинального напряжения.

Контактная система такая же, как у реле типа РП-341 [7].

Реле сигнальные.

Сигнальные (указательные) реле предназначены для фиксации срабатывания устройств релейной защиты и автоматики. При срабатывании на фасаде этих реле появляется хорошо видимый флажок, а также замыкаются контакты, с помощью которых сигнал о срабатывании реле передается в общую схему сигнализации. Сигнальные реле выполняются, как правило, без самовозврата, т. е. для поднятия флажка требуется вмешательство персонала. Длительное время использовались контактные сигнальные реле ЭС-21 и РУ-21 [7]. В настоящее время выпускается устройство сигнальное типа ЭС-41.

Устройство ЭС-41 состоит из четырех бесконтактных элементов, действующих независимо друг от друга. При срабатывании любого элемента выпадает соответствующий флажок. Возврат флажков — ручной. Потребляемая мощность каждого элемента при номинальном токе не более 0,25 Вт. Реле выпускаются на номинальные токи 0,015; 0,01; 0,025; 0,05; 0,075; 0,1; 0,15; 0,25; 0,5 и 1 А. Токи срабатывания равны соответствующим номинальным токам реле.

 

rza001.ru

Устройство и принцип работы реле времени

Чтобы обеспечить правильную работу схем автоматического управления, часто бывает необходимо осуществить срабатывание отдельных аппаратов в определенной последовательности с соблю­дением нужных интервалов време­ни. Для этого предназначено реле времени.

Схема реле времени.

Реле времени работают либо по принципу механического замед­ления и изготовляются с примене­нием маятников или электродвига­телей, либо по принципу электро­магнитного замедления.

Маятни­ковые реле дают выдержку времени в пределах 1-15 сек, двигатель­ные — до 24 ч, реле с электромаг­нитным замедлением — до 5 сек. Реле с электромагнитным замедле­нием изготовляют только для работы в цепях управления посто­янного тока, это реле работает по принципу увеличения времени спа­дания магнитного потока в магнит­ной системе при отключении реле.

Рассмотрим устройство и схему включения электромагнитного реле времени типа РЭ-500, которое находит широкое применение при автоматизации электропривода. Это реле (рис. 1) состоит из катушки 1, неподвижного магнитопровода2, якоря 3, регули­ровочного винта 5, траверсы6 с блок-контактами и оттяжной пружиной 4.

В месте соприкосновения сердечника с якорем помещена не­магнитная прокладка, она служит для предотвращения возможного прилипания якоря к сердечнику, при отсутствии прокладки от­брасывающая пружина может не преодолеть удерживающего усилия остаточного магнетизма сердечника, и реле не отключится.

Рисунок 1. Электромагнитное реле времени постоянного тока РЭ-500.

Якорь втягивается под действием потока, создаваемого катуш­кой 1, насаженной на сердечник. На якоре укреплена траверса 6 с подвижными контактами мостикового типа, которые образуют замыкающие контакты реле.

Для улучшения проводимости контакты изготовляются с сере­бряными накладками.

Время от момента подачи импульса на катушку реле до сраба­тывания контактов называется выдержкой времени реле. Регулиро­вание выдержки времени производится в пределах каждого типа реле изменением толщины немагнитной прокладки и натяжением оттяжной пружины при помощи регулировочного винта 5. Чем тоньше прокладка и меньше натяжение пружины, тем больше вы­держка времени реле. Кроме того, выдержка времени на реле вре­мени РЭ-511, РЭ-513 и РЭ-515 может быть получена следующими способами: 1) закорачиванием катушки; 2) отключением катушки реле.

Закорачивание катушки

Рисунок 2. Схема получения выдержки времени у электромагнитных реле времени с различными вариантами включения втягивающей катушки.

При включении реле РВ якорь при­тягивается очень быстро (время за­ряда реле 0,8 сек). При отключении создается выдержка времени, при этом отключение реле может осу­ществляться как путем разрыва цепи катушки, так и путем ее закорачивания (рис. 2а). Выдержка времени при закорачи­вании катушки получается по сле­дующей причине. Для отпадения якоря (и, следовательно, срабаты­вания контактов реле) необходимо, чтобы поток в магнитной системе исчез или уменьшился до определенной величины, что и происходит при прекращении питания катушки реле, т. е. при ее отключении.

Если же шун­тировать катушку реле (например, параллельным включением каких-либо контактов другого промежуточного реле РП), то вслед­ствие самоиндукции в контуре, образуемом катушкой реле и кон­тактом РП, поддерживается некоторое время ток. Следовательно, магнитный поток и сила притяжения якоря к сердечнику тоже будут затухать постепенно. Сопротивление R в цепи катушки должно быть предусмотрено для предотвращения короткого замы­кания (в том случае, если в этой цепи нет других потребителей).

Отключение катушки реле

При отключении катушки реле можно также достичь замедленного спадания магнитного потока в магнитопроводе (рис. 2 б). Для этого применяются различ­ные демпферы. Демпфером называется толстая гильза, выполнен­ная из меди или алюминия, которая насаживается на общий сердеч­ник со втягивающей катушкой. Эта гильза создает вторичный контур. При исчезновении основного магнитного потока при раз­мыкании РП в гильзе индуктируется ток, который по правилу Ленца стремится поддержать основной поток. Чем больше масса демпфера, тем больше выдержка времени реле. Роль демпфера одно­временно выполняет также и алюминиевое основание реле. Раз­личные диапазоны выдержки реле (0,3—5,5 сек) достигаются за счет применения дополнительных съемных демпферов.

Следует иметь в виду, что реле типа РЭ-500 предназначено для постоянного тока, и в цепь управления двигателями переменного тока оно включается через выпрямители.

fazaa.ru

Порядок расчета выдержки реле времени к9:

1. Рассчитываем
СЕФ.

.

2. Рассчитываем
СМ.
СМ
= 9.55*
.

3. Рассчитываем
сопротивление RТ
в цепи торможения.

Внешнее сопротивление
динамического торможения можно рассчитать
по формуле: RТ
=

RЯ
.

Здесь при расчётах
вместо Е нужно подставить максимально
возможную величину Емакс,
получаемую в начальный момент торможения,
вместо I – допустимый в начале торможения
ток Iдоп.
Практически, если до начала торможения
двигатель работал с полным магнитным
потоком, то принимают Емакс=
Uн,
а допустимый ток Iдоп
– примерно
равным двухкратнгому значению номинального
тока, т.е. Iдоп=2Iн.
Поэтому формула для расчёта имеет вид:

.

4. Рассчитываем
..

4. Рассчитываем
ТМ.

.

5. Рассчитываем
tРВ.

.

Порядок выполнения работы

  1. Используя паспортные
    данные двигателя рассчитать необходимую
    выдержку реле времени для осуществления
    торможения до полной остановки
    двигателя. Величину сопротивления RЯ
    измеряем мультиметром или берём из
    таблицы.

  2. Собрать схему
    рис. 2.2 и вторую часть схемы рис. 2.3,
    изучить порядок ее работы и назначение
    органов управления.

  3. Определить цену
    деления приборов РА1, РА3 и Рω.

  4. Доложить
    преподавателю о готовности к выполнению
    работы.

  5. С разрешения
    преподавателя подать напряжение на
    стенд (включить тумблер «Сеть»).

  6. Произвести пробные
    пуски кнопками S11 и S10, измеряя каждый
    раз секундомером время срабатывания
    реле К9. С помощью резистора ТустК9
    на лицевой панели подобрать расчетное
    время срабатывания реле времени К9.

  7. С помощью мультиметра
    установить рассчитанное значение RТ.

  8. Собрать схему
    рис. 2.3 (полностью) с включением амперметра
    РАЗ в цепь динамического торможения.
    Подать напряжение на схему (включить
    S9).

  9. Кнопкой S11
    осуществить пуск ДПТ а кнопкой S10 его
    останов. Снять показание РА1 в момент
    пуска и показание РА3 в момент торможения.
    С помощью секундомера, амперметра РА1
    и измерителя частоты вращения Pω снять
    зависимости:

I= f(t), n= f(t).

  1. Выключить S9
    и «Сеть».

  2. Доложить
    преподавателю о выполнении работы.

  3. Разобрать схему
    и сдать рабочее место преподавателю.

  4. Построить
    зависимости I=
    f(t), n= f(t)
    .

  5. Описать порядок
    работы схемы рис. 2.3.

  6. Сделать выводы
    по работе.

Рис. 2.2. Схема
установки выдержки реле времени

Работа схемы

При включении S9
подается питание на обмотку возбуждения.
При нажатии S11
срабатывает К2. Контактом К2.5 блокируется
кнопка S11,
а через К2.3 подается напряжение на якорь
двигателя. Якорь вращается. Контактом
К 2.8 подается напряжение на реле времени
К9. К9 срабатывает, замыкает К9.1, но К6 не
срабатывает, ибо К2.7 разомкнут.

При нажатии кнопки
S10
К2 обесточивается. К2.3 снимает питание
с якоря двигателя, а через замкнувшийся
К2.7 и замкнутый К9.1 срабатывает К6 и через
К6.1 к якорю подключается Rт.
Происходит торможение. Через время
уставки К9.1 разомкнется, К6 обесточится,
К6.1 отключит резистор RТ.

Рис. 2.3. Схема
управления торможением ДПТ

studfiles.net