Лабораторная работа №4

Тема: поверка индукционного реле тока.

Цель работы: ознакомление с конструкцией реле, поверка реле.

В результате выполнения лабораторной работы студент должен:

знать:

- конструкцию индукционного реле тока;

- назначение и принцип действия реле;

- применение реле в схемах защит;

уметь:

- определить ток срабатывания и возврата реле;

- выставить уставки срабатывания реле времени;

иметь навык:

- сборки электрических схем;

- построение графиков.

Используемое оборудование: лабораторный стенд № 4, на котором размещены индукционное реле тока, секундомер, амперметр, сигнальная лампа, автотрансформатор; питание стенда осуществляется через автоматический выключатель; проводники.

Теоретический материал

Индукционное реле тока типа РТ – 80 по принципу действия является комбинированным реле, состоящим из двух элементов: одного индукционного с вращающимся диском, другого электромагнитного. Такое исполнение дает возможность работать с двумя временными характеристиками: ограниченно-зависимой характеристикой времени действия и с независимой характеристикой времени действия (мгновенная отсечка).

Индукционный элемент (рисунок 1)состоит из электромагнита1 , на верхних и нижних полюсах которого насажены короткозамкнутые витки 2, охватывающие часть сечения полюсов; обмотки реле 19; диска 3, вращающегося на оси; рамки 4, на которой закреплена ось; червяка 7 и зубчатого сегмента 8; пружины 5; контактов 12 и постоянного магнита 6.

17

Рисунок 1- индукционное токовое реле.

При протекании тока по обмотке реле I_р (рисунок 2) возникает магнитный поток Ф_р, который замыкается по электромагниту и индуктирует в короткозамкнутых витках ток I_к, который создает свой собственный поток Ф_к. Так как витки охватывают только часть сечения полюсов, то возникает два результирующих магнитных потока.

Ф₁ = Ф_р1 + Ф_к1 и Ф₂ = Ф_р2 + Ф_к2

Эти результирующие потоки пронизывают диск и индуктируют в нем вихревые токи. Потоки Ф₁ и Ф₂ сдвинуты друг относительно друга на угол ψ. Взаимодействуя с вихревыми токами в диске потоки Ф₁ и Ф₂ создают электромагнитную силу F_э и вращающий момент М_э, действующий на диск. Электромагнитной силе F_э противодействует сила пружины F_п. При токе в реле равном 20-30 % _с.и.э. (срабатывания индуктивного элемента реле) под действием силы F_э диск начинает вращаться. При этом диск пересекает силовые линии потока Ф_м постоянного магнита и в диске наводятся токи «резания». Взаимодействуя с потоком Ф_м они создают момент М_м, противодействующий движению диска, за счет чего снижается угловая скорость вращения диска ώ_р. При дальнейшем увеличении тока в обмотке и при достижении I_р I_с.и.э. (тока срабатывания индукционного элемента) электромагнитный момент преодолевает момент сопротивления пружины, рамка поворачивается и червяк сцепляется с зубчатым сегментом. Этот ток I_р будет являться током срабатывания реле I_с.р. Диск продолжает вращаться и посредством червяка поднимает сегмент. Рычаг сегмента поднимает коромысло, замыкая при этом контакты реле.

18

При уменьшении тока в реле до величины меньшей I_с.р. момент пружины преодолевает вращающий момент М_э, рамка возвращается в исходное положение, расцепляя червяк с сегментом и контакты реле размыкаются.

Рисунок 2- потоки, действующие в реле

Уставка (ток срабатывания реле) регулируется изменением числа витков обмотки реле при помощи штепселя, переставляемого в гнездах планки.

Время действия реле регулируется изменением начального положения сегмента регулирующим винтом.

Электромагнитный элемент реле состоит из электромагнита, якоря и регулирующего винта. При токах превышающих ток срабатывания в 4-8 раз якорь притягивается и мгновенно замыкает контакты реле.

Ток срабатывания электромагнитного элемента регулируется винтом, меняющим воздушный зазор между якорем и электромагнитом.

Совместная работа обоих элементов позволяет получить характеристику, показанную на рисунке 3.

Электромагнитный элемент реле срабатывает без выдержки времени, отсекая характеристику индукционного элемента, при токах меньших тока срабатывания электромагнитного элемента.

Работает индукционный элемент реле с ограниченно зависимой выдержкой времени.

19

Т, с

Кратность тока

Рисунок 3 – характеристика работы реле.

Порядок выполнения работы:

1 Повторить теоретический материал;

2 ознакомиться с конструкцией индукционного реле тока;

3 снять электрические характеристики реле;

3.1 проверить отключенное положение всех автоматов на панели и положение рукоятки автотрансформатора (она должна быть выведена против часовой стрелки до упора);

3.2 собрать схему (схема приведена на стенде), подключив к ней реле и амперметр;

3.3 определить ток срабатывания реле I_с.р.. Установить первую уставку, включить автоматы стенда и, плавно вращая рукоятку автотрансформатора, увеличить ток в обмотке реле от «0» до значения, при котором червяк входит в зацеплении с сегментом. По амперметру определить ток срабатывания I_с.р. и занести в таблицу 1.

20

Таблица 1 результаты измерений токов реле.

Iуст.	А
Iс.р.	А
Iв.р.	А
Kв.р.

3.4 определить ток возврата реле I_в.р. . Уменьшить ток в обмотке до значения, при котором червяк выходит из зацепления с сегментом. По амперметру определить ток возврата реле I_в.р. и занести в таблицу 1;

3.5 определить токи срабатывания и возврата для остальных уставок, данные занести в таблицу 1;

4 определить коэффициент возврата реле по формуле:

; расчетные данные занести в таблицу 1;

5 снять характеристики зависимости времени срабатывания реле от тока в реле и от уставки;

5.1 установить минимальную уставку на реле I_уст. = 2А;

5.2 по амперметру установить ток в цепи реле I_р так, чтобы кратность тока по отношению к уставке равнялась 1.

5.3 отключить автомат стола;

5.4 подключить в цепь секундомер, включить автомат стола и снять время срабатывания реле по секундомеру. Данные занести в таблицу 2;

5.5 снять время срабатывания реле при других значениях кратности. Данные занести в таблицу 2.

Таблица 2 результаты измерений

Iуст.	А	2
Iр	А
K		1	2	3	4	5
Т	с

21

По данным таблицы 2 построить в масштабе характеристику времени срабатывания реле.

6 Разобрать схему.

7 Составить отчет.

8 Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1 Что такое ток срабатывания и ток возврата реле?

2 Что такое коэффициент возврата и его величина?

3 Объяснить принцип действия токовой отсечки.

4 Как регулируются параметры срабатывания реле?

22