Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Выбор указательных реле серии РЭУ-11

В данной статье я хотел бы рассказать как нужно выбирать указательные реле РЭУ-11 в схемах вызывной сигнализации.

Основные требования к работе выходных и указательных реле серии РЭУ-11:

  • при снижении напряжения оперативного тока до 80% номинального, должно обеспечиваться срабатывание соединенных последовательно выходных промежуточных и указательных реле. При этом падение напряжения в сопротивлении указательных реле должно быть менее 0,1*Iном;
  • при напряжении оперативного тока 0,8*Uном. должно обеспечиваться срабатывание указательных реле устройств РЗА, одновременно действующих без выдержки времени на общие выходные реле;
  • при напряжении оперативного тока 1,1*Uном ток в указательном реле не должен превышать длительно допустимый, трехкратный для реле серии РЭУ-11.

Приведенные выше требования характеризуются следующими соотношениями:

Ток в выходных реле при номинальном напряжении оперативного тока:


где:
  • rвр – сопротивление выходных реле;
  • rур – сопротивление указательных реле;

Коэффициент чувствительности указательного реле серии РЭУ-11 при напряжении оперативного тока 0,8*Uном:

  • nвр – количество действующих указательных реле;
  • Iнур – номинальный ток указательного реле;

Кратность тока в указательном реле при напряжении оперативного тока 1,1*Uном:

Падение напряжения в сопротивлении указательного реле при пониженном напряжении оперативного тока:

Как показывают расчеты, одновременная работа более двух указательных реле не обеспечивается, поэтому схемы выходных устройств РЗА должны быть построены так, чтобы по возможности исключалась вероятность одновременного срабатывания более двух указательных реле.

Как было указано, результирующее сопротивление выходных цепей должно быть не более 4 кОм, следовательно, исходя из того, что падение напряжения на сопротивлении указательного реле должно быть менее 0,1Iном, его сопротивление не должно превышать 0,1*4000/0,8=500 Ом, т.е целесообразно применить реле с номинальным током: 0,025 А; 0,05 А; 0,06 А и 0,08 А, имеющих сопротивление ниже 500 Ом.

При

выборе указательных реле РЭУ-11 в схеме вызывной сигнализации следует учитывать еще одно условие, которое исходит из особенностей работы схемы: при поступлении сигнала сначала должно сработать реле KL, при этом указательное реле не должны срабатывать, т.е. ток в цепи должен быть не более 0,5*Iн.ур.

  • rпр – сопротивление промежуточного реле KL;
  • rур – сопротивление указательных реле;
  • Iнур – номинальный ток указательного реле;

Рассмотрим схемы использования указательных реле серии РЭУ-11 и шунтирующих резисторов, и в соответствии с этими схемами выберем параметры указательных реле и резисторов:

1. Выбираем параметры указательных реле РЭУ-11 и шунтирующих резисторов при срабатывании одновременно двух устройств РЗА. Схема представлена на рис.1.

Рис.1 — схема выбора указательных реле РЭУ-11 и шунтирующих резисторов при срабатывании одновременно двух устройств РЗА

Таблица 1 — Параметры указательных реле РЭУ-11 и шунтирующих резисторов при срабатывании одновременно двух устройств РЗА

2. Выбираем параметры указательных реле РЭУ-11 и шунтирующих резисторов в схеме вызывной сигнализации при срабатывании одновременно 2 сигнальных устройств. Схема представлена на рис.2.

Рис.2 — схема выбора указательных реле РЭУ-11 и шунтирующих резисторов в схеме вызывной сигнализации при срабатывании одновременно 2 сигнальных устройств

Таблица 2 — Параметры указательных реле РЭУ-11 и шунтирующих резисторов в схеме вызывной сигнализации при срабатывании одновременно 2 сигнальных устройств

Литература:
1. СО 34. 35.655 Методические указания по наладке и проверке промежуточных, указательных реле и реле импульсной сигнализации. Союзтехэнерго. 1981 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

Расчет релейной защиты в Екатеринбурге

Релейная защита (РЗ) – это комплекс устройств с функцией выявления и автоматического отключения вышедшего из строя электрооборудования. Она определяет место возникновения короткого замыкания и быстро отсоединяет поврежденный участок электросети, оповещая дежурный персонал о появлении неисправности.

Компания «ЭТП» имеет большой опыт в проектировании и расчете релейной защиты распределительных устройств и предлагает свои услуги по:

  • Анализу существующей системы релейной защиты;
  • Выбору электрооборудования и номенклатуры используемых элементов Релейной Защиты;
  • Подготовке проекта с детальным расчетом релейной защиты и подсоединением коммутационных каналов с автоматической системой управления;
  • Окончательному согласованию проекта в необходимых инстанциях.

Для точной и безотказной работы оборудования специалисты компании «ЭТП» проводят тщательный подбор устройств, обеспечивающих максимальную надежность и защиту системы, применяют дополнительные механизмы для более точного учета действий РЗ: датчики и счетчики срабатывания, указательные реле.

Требования, которым должна отвечать правильно спроектированная релейная защита

  • Автоматически отключать поврежденный участок сети от общей системы;
  • Оперативно реагировать только на сигнал неисправности и замечать изменения режима работы установок – перегрузки, скачки напряжения и т.п.;
  • Ликвидировать режимы, недопустимые для работы оборудования и общей электросистемы.

Главные свойства, которыми должна обладать качественная релейная защита – это безотказность, чувствительность, быстродействие и избирательность.

Подходить к расчету релейной защиты нужно основательно, ведь она гарантирует максимально возможную работоспособность энергосистемы при возникновении неисправности, а также не дает повреждению распространиться и нарушить стабильность всей системы в целом.

Компания «ЭТП» осуществляет весь комплекс работ по установке, монтажу и качественному обслуживанию релейной защиты. Позвоните нам, и наши сотрудники в кратчайший срок проведут расчет релейной защиты, разработают индивидуальный проект по вашим требованиям и подсчитают конечную стоимость услуги.

Расчёт уставок и выбор реле защит трансформатора.

Введение.

В работе электроустановок возможно возникновение ненормальных режимов и повреждение изоляции. Последствиями повреждений изоляции являются к.з. (короткие замыкания), которые опасны не только для того оборудования, где они возникают.

Во избежание повреждения оборудования и перерыва в энергоснабжении потребителей применяют специальные устройства – релейную защиту, которая обеспечивает быстрое автоматическое отключение повреждённого элемента электроустановки путём воздействия на отключающее устройство выключателя присоединения, где находится повреждённый элемент.

Трансформатор, являясь основным оборудованием подстанции, от исправности которого зависит электроснабжение потребителей, должен иметь защиты от внутренних повреждений, внешних к. з. и ненормальных режимов.

В связи с этим на понижающих трансформаторах тяговых подстанций переменного тока применяют следующие виды защит:

1. Газовая защита является универсальной и наиболее чувствительной защитой трансформаторов от внутренних повреждений. Она реагирует на межвитковое замыкание находящихся в трансформаторном масле обмоток, которые нагревают масло и вызывают деформацию его структуры с выделением газа. При медленном газообразовании подаётся предупредительный сигнал, а при бурном – отключение трансформатора.

2. Продольная дифференциальная защита – от к.з. в обмотках и на наружных выводах трансформатора. Зона действия защиты ограничена трансформаторами тока со стороны высокого (ВН), среднего (СН) и низкого (НН) напряжения трансформатора. Защита выполняется в трёхрелейном исполнении и действует без выдержки времени на отключение трансформатора со всех сторон.

3. Максимальные токовые защиты (МТЗ) – от внешних к.з. Для трёхобмоточного трансформатора тяговых подстанций переменного тока МТЗ выполняется следующим образом:

a) в трёхфазном трёхрелейном исполнении с выдержкой времени для защиты от к. з. на стороне 110 кВ трансформатора. Эта защита резервирует также продольную дифференциальную защиту. Защита действует на отключение трансформатора со всех сторон;

b) в двухфазном двухрелейном исполнении с выдержкой времени для защиты от к.з. на стороне 27,5 кВ трансформатора. Защита действует на отключение выключателя ввода 27,5 кВ и выступает в качестве резервной защиты фидеров контактной сети.

c) в двухфазном двухрелейном исполнении с выдержкой времени для защиты от к.з. на шинах районной обмотки трансформатора (38,5 кВ или 10 кВ). Защита действует на отключение секционного выключателя (СВ) шин районной нагрузки.

4. Максимальная токовая направленная защита (МТНЗ) – для устранения подпитки к.з. на ЛЭП внешнего электроснабжения со стороны тяговой обмотки трансформатора. Защита выполняется в трёхфазном трёхрелейном исполнении с использованием токовых реле в качестве пусковых органов и реле направления мощности. Защита действует с выдержки времени на отключение выключателей вводов контактной сети.

5. Максимальная токовая защита – для защиты от ненормальных режимов:

a) В однофазном однорелейном исполнении со стороны 110 кВ трансформатора для его защиты от перегрузки;

Защита действует на сигнал с выдержкой времени.

6. Защита блокировки отделителя обеспечивает отключение отделителя (ОД) в «бестоковую паузу» и выполняется в однофазном однорелейном исполнении с использованием трансформатора тока, устанавливаемого в цепи короткозамыкателя (КЗ).

Примечание. На основании Технической информации № ЦЭЗ-2 от 11.03.94 г. «Об ограничении применения отделителей с короткозамыкателями в устройствах электроснабжения» на вновь проектируемых или реконструируемых ОРУ-110 кВ вместо быстродействующих отделителей устанавливают масляные выключатели.

 

 

Исходные данные.

Исходные данные Значение
Тип, мощность и напряжение понижающего трансформатора на подстанции ТДТНЭ 40000/110 115/27,5/6. 6
Мощность к.з. на шинах 110 кВ подстанции, МВА в режиме: максимума энергосистемы Sк.з. max минимума энергосистемы Sк.з. min  
Выдержка времени фидеров питающихся от шин 27,5 кВ, с 0,5
Выдержка времени фидеров питающихся от шин районной обмотки трансформатора, с   0,7
Ступень выдержки времени Dt, c 0,4
Источник оперативного тока на тяговой подстанции – аккумуляторная батарея, U(В)  

 

Расчётная часть.

Таблица уставок.

 

Результаты расчётов уставок защит и реле трансформатора, а также выбранные типы реле представим в виде сводной таблицы.

 

 

  Защита   МТЗ-110   МТНЗ-110   МТЗ-35   МТЗ-27,5 Дифф.защита
Дифф.обмотка Уравнительная 1 Уравнительная 2 Тормозная
Уставка срабатывания защиты     60,42   2371,2   9484,8        
Уставка срабатывания реле тока   12,27   1,74   39,11   20,54  
Тип реле тока РТ 40 / 20 РТ 40 / 6 РТ 40 / 20 РТ 40 / 20
Уставка срабатывания блокировки по напряжению     Нет     7256,9
Уставка срабатывания реле напряжения   58,18   Нет   58,18   65,97
Тип реле напряжения РН-54/160 Со стороны 27,5 кВ   Нет РН-54/160   РН-54/160  
Уставка срабатывания реле времени, с   2,0   Нет   0,9   1,1/1,5
Тип реле времени   РВ-124   Нет   РВ-124   РВ-124

 

 

Газовая защита.

Газовая защита трансформатора является двухступенчатой защитой. Первая ступень газовой защиты действует на сигнал, предупреждая оперативный персонал подстанции о ненормальном режиме работы трансформатора. Вторая ступень защиты действует на отключение трансформатора со всех сторон.

При срабатывании газовой защиты на сигнал замыкается контакт KSG 1.1 газового реле продавая тем самым напряжение на промежуточное реле KL1. Реле KL1 подаёт напряжение в схему общеподстанционной сигнализации (ОПС). Указательное реле (блинкер) Kh2 сигнализирует о срабатывании газовой защиты на сигнал .

При срабатывании газовой защиты на отключение замыкается контакт KSG 1.2 газового реле продавая тем самым напряжение на промежуточное реле KL2. Реле KL2 является выходным реле защит трансформатора. Оно своими контактами подаёт напряжение на отключающие катушки выключателей со всех сторон трансформатора. Указательное реле КН2 сигнализирует о срабатывании второй ступени газовой защиты.

Дифференциальная защита.

Дифференциальная токовая защита трансформатора выполнена в виде одного комплекта (реле KAW1, KAW2, KAW3) с использование реле с торможением типа ДЗТ-11 и с включением тормозной обмотки на сумму токов сторон среднего и низшего напряжения (см. Графическая часть, лист 1).

При срабатывании любого из реле KAW1, KAW2 или KAW3 (см. Графическая часть, лист 2) подаётся питание на выходное реле KL2, которое своими контактами подаёт питание на соленоиды отключения выключателей вводов со всех сторон трансформатора. Защиту можно вывести из работы, если вывести накладку SX2. О срабатывание защиты сигнализирует указательное реле КН4.

Графическая часть.

Графическая часть курсового проекта:

  1. Структурная схема защит трансформатора.
  2. Принципиальная электрическая схема защит трансформатора в трёхфазном начертании.
  3. Схема оперативных цепей защит.

 

 

Литература:

  1. Гринберг-Басин М. М. Тяговые подстанции. Пособие по дипломному проектированию. –М.: Транспорт, 1986.
  2. Гатальский Г.И., Герман Л.А. Релейная защита. Задание на курсовой проект с методическими указаниями. –М.: РГОТУПС, 1997.
  3. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13А. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-150 кВ. Схемы. –М.: Энергоатомиздат, 1985.
  4. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13Б. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-150 кВ. Расчёты. –М.: Энергоатомиздат, 1985.
  5. Герасимов В.Г. и др. Электротехнический справочник. В трёх томах. Том 3. Книга 1. –М.: Энергоатомиздат, 1988.
  6. Авербух А.М. Релейная защита в задачах с решениями и примерами. –Л.: Энергия, 1975.
  7. Фигурнов Е.П. Релейная защита устройств электроснабжения железных дорог. –М.: Транспорт, 1981.
  8. Фигурнов Е.П. Релейная защита систем электроснабжения. Выпуск 4. Примеры расчётов. Учебное пособие –Р/Д.: РИИЖТ, 1983.
  9. Прохорский АА. Тяговые и трансформаторные подстанции. –М.: Транспорт, 1978.

 

 

ЧЕРВЯКОВ В.А. 20.01.17

 

Введение.

В работе электроустановок возможно возникновение ненормальных режимов и повреждение изоляции. Последствиями повреждений изоляции являются к.з. (короткие замыкания), которые опасны не только для того оборудования, где они возникают.

Во избежание повреждения оборудования и перерыва в энергоснабжении потребителей применяют специальные устройства – релейную защиту, которая обеспечивает быстрое автоматическое отключение повреждённого элемента электроустановки путём воздействия на отключающее устройство выключателя присоединения, где находится повреждённый элемент.

Трансформатор, являясь основным оборудованием подстанции, от исправности которого зависит электроснабжение потребителей, должен иметь защиты от внутренних повреждений, внешних к.з. и ненормальных режимов.

В связи с этим на понижающих трансформаторах тяговых подстанций переменного тока применяют следующие виды защит:

1. Газовая защита является универсальной и наиболее чувствительной защитой трансформаторов от внутренних повреждений. Она реагирует на межвитковое замыкание находящихся в трансформаторном масле обмоток, которые нагревают масло и вызывают деформацию его структуры с выделением газа. При медленном газообразовании подаётся предупредительный сигнал, а при бурном – отключение трансформатора.

2. Продольная дифференциальная защита – от к.з. в обмотках и на наружных выводах трансформатора. Зона действия защиты ограничена трансформаторами тока со стороны высокого (ВН), среднего (СН) и низкого (НН) напряжения трансформатора. Защита выполняется в трёхрелейном исполнении и действует без выдержки времени на отключение трансформатора со всех сторон.

3. Максимальные токовые защиты (МТЗ) – от внешних к.з. Для трёхобмоточного трансформатора тяговых подстанций переменного тока МТЗ выполняется следующим образом:

a) в трёхфазном трёхрелейном исполнении с выдержкой времени для защиты от к. з. на стороне 110 кВ трансформатора. Эта защита резервирует также продольную дифференциальную защиту. Защита действует на отключение трансформатора со всех сторон;

b) в двухфазном двухрелейном исполнении с выдержкой времени для защиты от к.з. на стороне 27,5 кВ трансформатора. Защита действует на отключение выключателя ввода 27,5 кВ и выступает в качестве резервной защиты фидеров контактной сети.

c) в двухфазном двухрелейном исполнении с выдержкой времени для защиты от к.з. на шинах районной обмотки трансформатора (38,5 кВ или 10 кВ). Защита действует на отключение секционного выключателя (СВ) шин районной нагрузки.

4. Максимальная токовая направленная защита (МТНЗ) – для устранения подпитки к.з. на ЛЭП внешнего электроснабжения со стороны тяговой обмотки трансформатора. Защита выполняется в трёхфазном трёхрелейном исполнении с использованием токовых реле в качестве пусковых органов и реле направления мощности. Защита действует с выдержки времени на отключение выключателей вводов контактной сети.

5. Максимальная токовая защита – для защиты от ненормальных режимов:

a) В однофазном однорелейном исполнении со стороны 110 кВ трансформатора для его защиты от перегрузки;

Защита действует на сигнал с выдержкой времени.

6. Защита блокировки отделителя обеспечивает отключение отделителя (ОД) в «бестоковую паузу» и выполняется в однофазном однорелейном исполнении с использованием трансформатора тока, устанавливаемого в цепи короткозамыкателя (КЗ).

Примечание. На основании Технической информации № ЦЭЗ-2 от 11.03.94 г. «Об ограничении применения отделителей с короткозамыкателями в устройствах электроснабжения» на вновь проектируемых или реконструируемых ОРУ-110 кВ вместо быстродействующих отделителей устанавливают масляные выключатели.

 

 

Исходные данные.

Исходные данные Значение
Тип, мощность и напряжение понижающего трансформатора на подстанции ТДТНЭ 40000/110 115/27,5/6. 6
Мощность к.з. на шинах 110 кВ подстанции, МВА в режиме: максимума энергосистемы Sк.з. max минимума энергосистемы Sк.з. min  
Выдержка времени фидеров питающихся от шин 27,5 кВ, с 0,5
Выдержка времени фидеров питающихся от шин районной обмотки трансформатора, с   0,7
Ступень выдержки времени Dt, c 0,4
Источник оперативного тока на тяговой подстанции – аккумуляторная батарея, U(В)  

 

Расчётная часть.

Расчёт уставок и выбор реле защит трансформатора.

Расчет релейной защиты

Все электрические установки оборудуются специальными устройствами, осуществляющими релейную защиту.

Для нормальной работы необходимо произвести расчет, обеспечивающий следующие функции:

  • автоматическое отключение поврежденного участка или элемента сети от системы, работающей нормально, при помощи специальных выключателей;
  • реагирование только на сигнал, в том случае, если повреждение не привело к нарушению работы всей электрической системы;
  • своевременное реагирование на ненормальный режим работы – перегрузки, скачки напряжения и т.д.;

Функции релейной защиты

Релейная защита должна отключать короткое замыкание в цепи в наиболее короткий срок для того, чтобы сохранить бесперебойную, устойчивую работу в нормальной части системы. Кроме того она должна обеспечивать возможное восстановление поврежденной части. При отключении, должна обладать селективным (избирательным) действием, чтобы в случае повреждения, отключался именно этот поврежденный участок или элемент.

Может допускаться и неселективное действие, которое в дальнейшем корректируется автоматическим вводом резерва. Такое действие применяется при необходимости ускорить отключение короткого замыкания или при работе главной электрической схемы по упрощенному варианту.

Для того, чтобы система надежно функционировала, в ее работе должны применяться такие устройства, которые обеспечивают надежную работу в целом. Эти устройства необходимо своевременно и качественно обслуживать. Для повышения надежности, контроль осуществляется периодически или непрерывно.

Дополнительные защитные устройства

Если в релейной защите имеются цепи напряжения, то в самой системе должны быть предусмотрены следующие устройства:

  • автоматически прекращающие действие защиты в случае отключения автоматов, перегорания предохранителей и т.д. В нормальном режиме такие нарушения могут вызвать ложное срабатывание.
  • подающие сигналы при нарушении напряжения в цепи, не приводящие к ложному срабатыванию.

В систему должны входить встроенные указатели срабатывания, указательные реле, счетчики количества срабатываний и другие устройства, необходимые для точного учета и всестороннего анализа действий защиты. Устройства, которые фиксируют срабатывание на отключение, должны устанавливаться так, чтобы сигнализировалось каждое действие, а в случае сложной защиты – ее отдельные части.

Таким образом, расчет релейной защиты зависит от множества факторов, а также тех приборов, которые задействованы в общей системе.

Видеоурок по релейной защите для начинающих

Виды реле | Electricdom.ru

Реле — устройство для коммутации электрических цепей по внешнему сигналу. Реле широко применяются в устройствах автоматического управления, контроля, сигнализации, защиты, коммутации и т.д. Наиболее распространены промежуточные реле, реле времени, защитные реле, реле давления.

Основные виды реле

Промежуточные реле применяются для одновременного замыкания или размыкания одной или нескольких цепей.

Реле времени служит для искусственного замедления действия устройств защиты и автоматики. Время, проходящее с момента подачи напряжения на обмотку реле времени до замыкания его контактов, называется выдержкой времени реле.

Защитные реле могут применяться для включения, выключения и защиты устройств — электродвигателей, вентиляторов и т.д., имеющих термоконтакты.
Защитное реле автоматически отключит вентилятор, если термоконтакты двигателя разомкнутся. Повторное включение возможно после того, как двигатель остынет до рабочей температуры.

Реле давления предназначено например, для систем автоматики водоснабжения домов, коттеджей, дач и др. Может управлять включением и отключением электрических насосов, которые обеспечивают подачу давления воды в водопроводе в соответствии со значением уставки давления.

Измерительные реле тока или напряжения замыкают контакты при определенном значении протекающего через обмотку реле тока или напряжения.

Указательные реле служат для фиксации действия релейной защиты. Протекающий ток носит кратковременный характер, контакты остаются в сработанном состоянии до тех пор, пока их не приведет в начальное состояние обслуживающий персонал.

Принцип работы электромагнитного реле

Реле состоит из:

1. Электромагнита

2. Якоря

3. Контактов реле

4. Пружины

5. Розетки, куда вставляется реле

Когда на обмотку электромагнита подается ток, его сердечник притягивает железную пластину – якорь и замыкаются контакты рабочей цепи реле, в которую могут быть включены электрические аппараты (лампы, пускатели и т.д.). Если ток не подается, то пружина оттягивает пластину вверх и цепь размыкается.

Примеры выполнения релейной защиты | Электрические станции, подстанции, линии и сети

Страница 16 из 66

Защита силовых трансформаторов.

Силовые трансформаторы — важнейшие элементы сельских электроустановок и к их защите предъявляют повышенные требования. Основными видами повреждений в трансформаторах являются замыкания между фазами, замыкания витков одной фазы между собой (витковые замыкания) и замыкания на землю обмоток трансформатора или их наружных выводов. Для защиты трансформаторов от этих повреждений применяются максимальная токовая защита, токовая отсечка, газовая защита и дифференциальная защита. Последний вид защиты применяется главным образом для трансформаторов мощностью выше 6300 кВА и поэтому нами рассматриваться не будет.
Наиболее простая токовая защита понижающих двух обмоточных трансформаторов выполняется, как правило, без выдержки времени. Для этого в качестве разновидности токовой защиты используют токовую отсечку, позволяющую быстро отключить ток короткого замыкания. Защита действует на отключение трансформатора от сети. Она устанавливается с питающей стороны трансформатора и выполняется с помощью токовых реле мгновенного действия или электромагнитного элемента реле типа РТ-80, как показано на рис. 39. Токовая отсечка защищает трансформатор от внутренних повреждений, поэтому она отключает его с обеих сторон выключателями В1 и В2. Импульс на отключение выключателей подается через промежуточное реле 2. Этот вид защиты является наиболее простым. Более совершенная схема защиты для трансформаторов 1000 кВА и выше предусматривает применение максимальных токовых реле и реле времени. Они защищают трансформатор также и от токов короткого замыкания в отходящих сетях.

Рис. 40. Схема газовой защиты трансформатора

Токовые защиты трансформаторов обычно применяют в сочетании с газовой защитой. Принципиальная схема такой защиты трансформатора показана на рис. 40. Она выполняется с помощью газового реле Г, одного или двух указательных реле У и специального промежуточного реле П типа РП-255, действующего на катушки отключения выключателей КО1 и КО2. Подача предупредительного сигнала от газового реле осуществляется при замыкании верхней пары его контактов. При значительных повреждениях трансформатора, связанных с обильным газовыделением, реле Г через указательное реле У подает импульс на включение шунтовой обмотки 1 промежуточного реле П. Последнее замыкает свои контакты, подавая питание на отключающие катушки КО1 и КО2 масляных выключателей, которые отключают поврежденный трансформатор от сети с двух сторон. Для более надежного действия реле П снабжено последовательными обмотками 2 и 3, которые служат для его удерживания во включенном положении до полного отключения выключателей.
Газовая защита является достаточно чувствительной и быстродействующей защитой от внутренних повреждений трансформатора. Она реагирует также на понижение уровня масла в баке трансформатора, подавая сначала сигнал, а затем отключая его от сети, если утечка масла не прекращается.

 Защита радиальных линий.

В сельских электрических сетях распространены наиболее простые радиальные линии с односторонним питанием. Для этих линий применяется максимальная токовая защита, которая реагирует на междуфазные повреждения и на повреждения между фазой и землей (в сетях с заземленной нейтралью). Эта защита устанавливается на каждом участке линии со стороны ее питания. Необходимая избирательность действия максимальной токовой защиты обеспечивается таким подбором ее выдержек времени, чтобы сначала отключался только поврежденный участок, а остальные (неповрежденные) участки оставались в работе.

Принципиальная схема максимальной токовой защиты радиальной линии показана на рис. 41. Токовое реле Т подключается ко вторичной обмотке трансформатора тока ТТ. Для создания требуемой выдержки времени, обеспечивающей необходимую избирательность действия защиты, предусмотрено реле времени В. Для контроля срабатывания защиты служит указательное реле У. Защита действует на отключение масляного выключателя МВ, установленного вначале линии со стороны питания.

В ряде случаев для предотвращения контактов защитных реле от обгорания и схему защиты включают промежуточные реле, выполняющие роль выходных реле защиты. В этом случае отключающие катушки масляных выключателей подключаются контактами промежуточных реле более мощными, чем контакты защитных реле.
Ступень выдержки времени между срабатыванием максимальной токовой защиты на участках сети принимают равной 0,4 — 0,5 с при использовании электромагнитных реле и 0,6—0,7 с при установке индукционных. Мгновенная максимальная токовая защита (токовая отсечка) также применяется в радиальных сетях. Однако зона надежного действия такой защиты не превышает 20—30% общей длины защищаемой линии, считая от точки питания. Поэтому такую защиту применяют очень ограниченно.

Контрольные вопросы

  1. Что называется релейной защитой и какие к ней предъявляют требования?
  2. Как классифицируются реле по способу включения? Расскажите о преимуществах и недостатках отдельных типов реле.
  3. Как классифицируются реле по способу воздействия на отключение высоковольтного выключателя? Приведите пример включения вторичного реле косвенного действия.
  4. Поясните устройство и действие электромагнитного реле тока, индукционного реле тока, указательного (сигнального) и газового реле.
  5. Поясните схему защиты трансформатора и воздушной линии с односторонним питанием. Объясните назначение отдельных реле в указанной схеме.

принцип действия, виды, примеры схем

В силу разных причин аварии в электросетях случаются довольно часто. При коротком замыкании губительно действует на все электроприборы сверхток. Если не предпринять защитных мер, то последствием от неуправляемого увеличения тока может стать не только повреждение электроустановок на участке от места аварии до источника питания, но и выведение из строя всей энергосистемы. Во избежание негативных последствий, вызванных авариями, применяются разные схемы электрозащиты:

  • отсечка;
  • дифференциально-фазная;
  • высокоэффективная максимальная токовая защита электрических цепей (МТЗ).

Из перечисленных видов защиты самой распространённой является МТЗ. Этот простой и надёжный способ предотвращения опасных перегрузок линий нашёл широкое повсеместное применение благодаря обеспечению селективности, то есть, обладанию способностью избирательно реагировать на различные ситуации.

Устройство и принцип действия

Конструктивно МТЗ состоят из двух важных узлов: автоматического выключателя и реле времени. Они могут быть объединены в одной конструкции либо размещаться отдельными блоками.

Отличия от токовой отсечки

Из всех видов защиты по надёжности лидирует токовая отсечка. Примером может служить защита бытовой электросети устройствами с применением плавких предохранителей или пакетных автоматов. Метод токовых отсечек гарантирует обесточивания защищаемой цепи в аварийных ситуациях. Но для возобновления подачи электроэнергии необходимо устранить причину отсечения и заменить предохранитель, либо включить автомат.

Недостатком такой системы является то, что отключение может происходить не только вследствие КЗ, но и в результате даже кратковременного превышения параметров по току нагрузки. Кроме того, требуется участие человека для восстановления защиты. Эти недостатки не критичны в бытовой сети, но они неприемлемы при защите разветвлённых линий электропередач.

Благодаря тому, что в конструкциях МТЗ предусмотрены реле времени, задерживающие срабатывание механизмов отсечения, они кратковременно игнорируют перепады напряжений. Кроме того, токовые реле сконструированы таким образом, что они возвращаются в исходное положение после ликвидации причины, вызвавшей размыкание контактов.

Именно эти два фактора кардинально отличают МТЗ от простых токовых отсечек, со всеми их недостатками.

Принцип действия МТЗ

Между узлом задержки и токовым реле существует зависимая связь, благодаря которой отключение происходит не на начальной стадии возрастания тока, а спустя некоторое время после возникновения нештатной ситуации. Данный промежуток времени слишком короткий для того, чтобы величина тока достигла критического уровня, способного навредить защищаемой цепи. Но этого хватает для предотвращения возможных ложных срабатываний защитных устройств.

Принцип действия систем МТЗ напоминает защиту токовой отсечки. Но разница в том, что токовая отсечка мгновенно разрывает цепь, а МТЗ делает это спустя некоторое, наперёд заданное время. Этот промежуток, от момента аварийного возрастания тока до его отсечения, называется выдержкой времени. В зависимости от целей и характера защиты каждая отдельная ступень времени задаётся на основании расчётов.

Наименьшая выдержка времени задаётся на самых удалённых участках линий. По мере приближения МТЗ к источнику тока, временные задержки увеличиваются. Эти величины определяются временем, необходимым для срабатывания защиты и именуются ступенями селективности. Сети, построенные по указанному принципу, образуют зоны действия ступеней селективности.

Такой подход обеспечивает защиту поврежденного участка, но не отключает линию полностью, так как ступени селективности увеличиваются по мере удаления МТЗ от места аварии. Разница величин ступеней позволяет защитным устройствам, находящимся на смежных участках, оставаться в состоянии ожидания до момента восстановления параметров тока. Так как напряжение приходит в норму практически сразу после отсечения зоны с коротким замыканием, то авария не влияет на работу смежных участков.

Примеры использования защиты

МТЗ используют:

  • с целью локализации и обезвреживания междуфазных КЗ;
  • для защиты сетей от кратковременных перегрузок;
  • для обесточивания трансформаторов тока в аварийных ситуациях;
  • в качестве протектора при запуске мощного, энергозависимого оборудования.

Задержка времени очень полезна при пуске двигателей. Дело в том, что на старте в цепях обмоток наблюдается значительное увеличение пусковых токов, которое системы защиты могут воспринимать как аварийную ситуацию. Благодаря небольшой задержке времени МТЗ игнорирует изменение параметров сети, возникающие при пуске или самозапуске электродвигателей. За короткое время показатели тока приближаются к норме и причина для аварийного отключения устраняется. Таким образом, предотвращается ложное срабатывание.

Пример подключения МТЗ электродвигателя иллюстрирует схема на рисунке 1. На этой схеме реле времени обеспечивает уверенный пуск электромотора до момента реагирования токового реле.

Рисунок 1. МТЗ с выдержкой времени

Аналогично работает задержка времени при кратковременных перегрузках в защищаемой сети, которые не связаны с аварийными КЗ. Отсечка действует лишь в тех случаях, когда на защищаемой линии возникает значительное превышение номинальных значений, которое по времени превосходит величину выдержки.

Для надёжности защиты на практике часто используют схемы двухступенчатой и даже трёхступенчатой защиты участков цепей. Стандартная трёхступенчатая защитная характеристика выглядит следующим образом (Рис. 2):

Рис. 2. Карта селективности стандартной трёхступенчатой защиты

На абсциссе отмечено значения тока, а на оси ординат время задержки в секундах. Кривая в виде гиперболы отображает снижение времени защиты от возрастания перегрузок. При достижении тока отметки 170 А включается отсчёт времени МТЗ. Задержка времени составляет 0,2 с, после чего на отметке 200 А происходит отключение. То есть, разрыв цепи происходит в случае отказа защиты остальных устройств.

Расчет тока срабатывания МТЗ

Стабильность работы и надёжность функционирования максимально-токовой защиты зависит от настройки параметров по току срабатывания. Расчёты должны обеспечивать гарантированное срабатывание реле при авариях, однако на её работу не должны влиять параметры тока нагрузки, а также кратковременные всплески, возникающие в режиме запуска двигателей.

Следует помнить, что слишком чувствительные реле могут вызывать ложные срабатывания. С другой стороны, заниженные параметры срабатывания не могут гарантировать безопасности стабильной работы электроприборов. Поэтому при расчетах уставок необходимо выбирать золотую середину.

Существует формула для расчёта среднего значения тока, на который реагирует электромагнитное реле [ 1 ]:

Iс.з. > Iн. макс.,

где Iс.з. – минимальный первичный ток, на который должна реагировать защита, а Iн. макс. – предельное значение тока нагрузки.

Ток возврата реле подбирается таким образом, чтобы его хватило повторного замыкания контактов в отработавшем устройстве. Для его определения используем формулу:

Iвз = kн.×kз.×Iраб. макс.

Здесь Iвз– ток возврата, kн. – коэффициент надёжности,  kз – коэффициент самозапуска, Iраб. макс. величина максимального рабочего тока.

Для того чтобы токи возврата и срабатывания максимально приблизить, вводится коэффициент возврата, рассчитываемый по формуле:

kвIвз Iс.з с учётом которого Iс.з. = kн.×kз.×Iраб. макс / kв

В идеальном случае kв = 1, но на практике этот коэффициент всегда меньший за единицу. Чувствительность защиты тем выше, чем выше значение kв.. Отсюда вывод: для повышения чувствительности необходимо подобрать kв в диапазоне, стремящимся к 1.

Виды максимально-токовых защит

В электрических сетях используют 4 разновидности МТЗ. Их применение диктуется условиями, которые требуется создать для уверенной работы электрооборудования.

МТЗ с независимой от тока выдержкой времени

В таких устройствах выдержка времени не меняется. Для задания уставок периода, достаточного для активации реле с независимыми характеристиками, учитывают ступени селективности. Каждая последующая выдержка (в сторону источника тока) увеличивается от предыдущей на промежуток времени, соответствующий ступени селективности. То есть, при расчётах необходимо соблюдать условия селективности.

МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени

В данной защите процесс задания уставок МТЗ требует более сложных расчётов. Зависимые характеристики, в случаях с индукционными реле, выбирают по стандарту МЭК: tсз = A / (k— 1), где A, n – коэффициенты чувствительности, k = Iраб  / Iср — кратность тока.

Из формулы следует, что выдержка времени уже не является константой. Она зависит от нескольких параметров, в т. ч. и от силы тока, попадающего на обмотки реле, причём эта зависимость обратная. Однако выдержка не линейная, её характеристика приближается к гиперболе (рис. 3). Такие МТЗ используют для защиты от опасных перегрузок.

Рисунок 3. Характеристика МТЗ с зависимой выдержкой

МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени

В устройствах данного вида релейных защит совмещено две ступени защиты: зависимая часть с гиперболической характеристикой и независимая. Примечательно, что времятоковая характеристика независимой части является прямой, плавно сопряжённой с гиперболой. При малых кратностях критичных токов характеристика зависимого периода более крутая, а при больших – пологая кривая (применяется для защиты электромоторов большой мощности).

МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения

В данном виде дифференциальной защиты применена комбинация МТЗ с использованием влияния минимального напряжения. В электромеханическом реле произойдёт размыкание контактов только тогда, когда возрастание тока в сети приведёт к падению разницы потенциалов. Если падение превысит нижнюю границу напряжения уставки – это вызовет отработку защиты. Поскольку уставка задана на падение напряжения, то реле не среагирует на резкие скачки тока в сети.

Примеры и описание схем МТЗ

С целью защиты обмоток трансформаторов, а также других элементов сетей с односторонним питанием используются различные схемы.

МТЗ на постоянном оперативном токе.

Особенность данной схемы в том, что управление элементами защиты осуществляется выпрямленным током, который меняет полярность, реагируя на аварийные ситуации. Мониторинг изменения напряжения выполняют интегральные микроэлементы.

Для защиты линий от последствий междуфазных замыканий используют двухфазные схемы на двух, либо на одном токовом реле.

Однорелейная на оперативном токе

В данной защите используется токовое пусковое реле, которое реагирует на изменение разности потенциалов двух фаз. Однорелейная МТЗ реагирует на все межфазные КЗ.

Схема на 1 реле

Преимущества: одно токовое реле и всего два провода для подсоединения.

Недостатки:

  • сравнительно низкая чувствительность;
  • недостаточная надёжность – при отказе одного элемента защиты участок цепи остаётся незащищённым.

Однорелейка применяется в распределительных сетях, где напряжение не превышает 10 тыс. В, а также для безопасного запуска электромоторов.

Двухрелейная на оперативном токе

В данной схеме токовые цепи образуют неполную звезду. Двухрелейная МТЗ реагирует на аварийные междуфазные короткие замыкания.

Схема на 2 реле

К недостаткам этой схемы можно отнести ограниченную чувствительность. МТЗ выполненные по двухфазным схемам нашли широкое применение, особенно в сетях, где используется изолированная нейтраль. Но при добавлении промежуточных реле могут работать в сетях с глухозаземлённой нейтралью.

Трехрелейная

Схема очень надёжная. Она предотвращает последствия всех КЗ, реагируя также и на однофазные замыкания. Трехфазные схемы можно применять в случаях с глухозаземлённой нейтралью, вопреки тому, что там возможны ситуации с междуфазными так и однофазными замыканиями.

Из рисунка 4 можно понять схему работы трёхфазной, трёхлинейной МТЗ.

Рисунок 4. Схема трёхфазной трёхрелейной защиты

Схема двухфазного трёхрелейного подключения МТЗ изображена на рисунке 5.

Рис. 5. Схема двухфазного трёхрелейного подключения МТЗ

На схема обозначены:

  • KA — реле тока;
  • KT — реле времени;
  • KL — промежуточное реле;
  • KH — указательное реле;
  • YAT — катушка отключения;
  • SQ — блок контакт, размыкающий цепь;
  • TA — трансформатор тока.

Видео в дополнение темы

Реле перегрузки | Что такое защита от перегрузки?

Введение в двигатели

Электродвигатели являются неотъемлемой частью промышленного оборудования, игрушек, транспортных средств и электронных устройств. Они предназначены для преобразования электрической энергии в механическую. Эти устройства могут питаться от источников переменного или постоянного тока. Воздуходувки, вентиляторы, компрессоры, краны, экструдеры и дробилки - это несколько важных устройств, оснащенных электродвигателями.

Что такое асинхронный двигатель?

Асинхронный двигатель, также называемый синхронным двигателем, является одним из основных типов электродвигателей переменного тока, используемых в коммерческих и промышленных условиях.Эти двигатели оснащены обмотками Armortisseur и работают по принципу электромагнитной индукции. Электромагнитное поле в роторе создается вращающимся полем статора. Короче говоря, мощность передается на обмотку ротора от статора через индукцию. Существует два основных типа асинхронных двигателей - однофазные асинхронные двигатели и трехфазные асинхронные двигатели.

Введение в трехфазные асинхронные двигатели

Это один из наиболее широко используемых типов электродвигателей; и является неотъемлемой частью почти 80% промышленных приложений. Его популярность обусловлена ​​прочной конструкцией, отличными рабочими характеристиками, регулировкой скорости и отсутствием коммутатора. Как и любой обычный асинхронный двигатель, этот двигатель также состоит из статора и ротора.

  • Статор: Это неподвижный элемент асинхронного двигателя. Статор представляет собой небольшую цилиндрическую раму, на которой установлен цилиндрический сердечник ротора. Он имеет различные штамповки с пазами для размещения трехфазных обмоток. Обмотки статора разделены на 120 градусов.
  • Ротор: Это вращающаяся часть двигателя. Ротор имеет многослойные цилиндрические пазы с медными или алюминиевыми проводниками, соединенными концами. Это вал двигателя.

Ротор трехфазного асинхронного двигателя классифицируется как ротор с фазной обмоткой или ротор с контактным кольцом и ротор с короткозамкнутым ротором. Среди этих двух ротор с короткозамкнутым ротором является одним из самых распространенных.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором известны как асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.Они получили свое название, потому что ротор напоминает вращающуюся цилиндрическую «клетку», которую вы можете найти в клетке для домашней белки или хомяка. Эти двигатели доступны в размерах от долей лошадиных сил (л.с.) менее одного киловатта до 10 000 л.с. (десятки мегаватт). Такие факторы, как простота, прочная конструкция и постоянная скорость при различных размерах нагрузки, способствовали их популярности. Как и другие асинхронные двигатели, двигатель с короткозамкнутым ротором состоит из:

  • Ротор: Это элемент цилиндрической формы, установленный на валу.Он содержит продольно организованные токопроводящие шины. Стержни изготовлены из меди или алюминия и вставлены в канавки, которые соединяются на концах, образуя структуру, подобную клетке. Ротор имеет многослойный сердечник, который помогает избежать потерь мощности из-за гистерезиса и вихревых токов. Провода ротора перекошены, что позволяет избежать зазубрин при запуске оборудования. Кроме того, этот перекос обеспечивает улучшенный коэффициент трансформации между ротором и статором.
  • Статор: Состоит из трехфазной обмотки вдоль сердечника.Статор помещен в металлический корпус. Обмотки в статоре организованы так, что они расположены на расстоянии 120 градусов друг от друга в пространстве, и установлены на многослойном железном сердечнике. Этот железный сердечник обеспечивает путь сопротивления для потока, создаваемого токами переменного тока.

Что такое защита от перегрузки?

Когда двигатель потребляет избыточный ток, это называется перегрузкой. Это может вызвать перегрев двигателя и повредить обмотки двигателя. В связи с этим важно защитить двигатель, параллельную цепь двигателя и компоненты параллельной цепи двигателя от условий перегрузки.Реле перегрузки защищают двигатель, параллельную цепь двигателя и компоненты параллельной цепи двигателя от чрезмерного нагрева в условиях перегрузки. Реле перегрузки являются частью пускателя двигателя (блок контактора плюс реле перегрузки). Они защищают двигатель, контролируя ток, протекающий в цепи. Если ток поднимается выше определенного предела в течение определенного периода времени, реле перегрузки срабатывает, приводя в действие вспомогательный контакт, который прерывает цепь управления двигателем, обесточивая контактор.Это приводит к отключению питания двигателя. Без питания двигатель и его компоненты цепи не перегреваются и не выходят из строя. Реле перегрузки можно сбросить вручную, а некоторые реле перегрузки автоматически сбрасываются через определенный период времени. После этого мотор можно перезапустить.

Как работает реле перегрузки

Реле перегрузки подключено последовательно с двигателем, поэтому ток, который течет к двигателю во время работы двигателя, также проходит через реле перегрузки.Он сработает на определенном уровне, когда через него протекает избыточный ток. Это приводит к размыканию цепи между двигателем и источником питания. Реле перегрузки можно сбросить вручную или автоматически по истечении заданного времени. Двигатель можно перезапустить после выявления и устранения причины перегрузки.

Типы реле перегрузки

Биметаллическое реле перегрузки

Многие реле перегрузки содержат биметаллические элементы или биметаллические полосы, также называемые нагревательными элементами.Биметаллические полоски изготовлены из двух типов металлов: один с низким коэффициентом расширения, а другой - с высоким коэффициентом расширения. Эти биметаллические полосы нагреваются за счет намотки на биметаллическую полосу, по которой проходит ток. Обе металлические полоски расширятся из-за тепла. Однако металл с высоким коэффициентом расширения будет расширяться больше по сравнению с металлом с низким коэффициентом расширения. Такое разное расширение биметаллических полос приводит к изгибу биметалла по направлению к металлу с низким коэффициентом расширения.Когда полоса изгибается, она приводит в действие механизм вспомогательных контактов и вызывает размыкание нормально замкнутого контакта реле перегрузки. В результате цепь катушки контактора прерывается. Количество выделяемого тепла можно рассчитать по закону нагрева Джоуля. Он выражается как H ∝ I2Rt.

  • I - ток перегрузки, протекающий через обмотку вокруг биметаллической ленты реле перегрузки.
  • R - электрическое сопротивление обмотки биметаллической ленты.
  • t - это период времени, в течение которого ток I протекает через обмотку вокруг биметаллической ленты.

Приведенное выше уравнение определяет, что тепло, выделяемое обмоткой, будет прямо пропорционально периоду времени прохождения максимального тока через обмотку. Другими словами, чем ниже ток, тем больше времени потребуется реле перегрузки для срабатывания, и чем выше ток, тем быстрее сработает реле перегрузки, фактически оно сработает намного быстрее, потому что срабатывание реле является функцией текущий квадрат.

Биметаллические реле перегрузки часто используются, когда требуется автоматический сброс цепи, и происходит потому, что биметалл остыл и вернулся в исходное состояние (форму). Как только это произойдет, двигатель можно будет перезапустить. Если причина перегрузки не устранена, реле снова сработает и сбрасывается с заданными интервалами. При выборе реле перегрузки важно соблюдать осторожность, поскольку повторное отключение и сброс могут сократить механический срок службы реле и вызвать повреждение двигателя.

Во многих случаях электродвигатель устанавливается в месте с постоянной температурой окружающей среды, а реле перегрузки и пускатель электродвигателя могут быть установлены в другом месте, которое подвержено различным температурам окружающей среды. В таких приложениях точка срабатывания реле перегрузки может варьироваться в зависимости от нескольких факторов. Ток, протекающий через двигатель, и температура окружающего воздуха являются двумя факторами, которые могут вызвать преждевременное отключение. В таких случаях используются биметаллические реле перегрузки с компенсацией внешней среды.Реле этого типа имеют два типа биметаллических полос: компенсированная биметаллическая полоса и первичная нескомпенсированная биметаллическая полоса. При температуре окружающей среды обе эти полоски изгибаются одинаково, предотвращая ложное срабатывание реле перегрузки. Однако первичная биметаллическая полоса - единственная полоса, на которую влияет ток, протекающий через нагревательный элемент и двигатель. В случае перегрузки расцепитель будет задействован основной биметаллической полосой.

Реле перегрузки эвтектики

Реле перегрузки этого типа состоит из обмотки нагревателя, механического механизма для активации механизма отключения и эвтектического сплава.Эвтектический сплав - это комбинация двух или более материалов, которые затвердевают или плавятся при определенной известной температуре.

В реле перегрузки эвтектический сплав содержится в трубке, которая часто используется вместе с подпружиненным храповым колесом для активации отключающего механизма во время операций по перегрузке. Ток двигателя проходит через небольшую обмотку нагревателя. Во время перегрузки трубка из эвтектического сплава нагревается обмоткой нагревателя. Сплав плавится под действием тепла, освобождая храповое колесо и позволяя ему вращаться.Это действие инициирует размыкание замкнутых вспомогательных контактов в реле перегрузки.

Реле перегрузки Eutectic можно сбросить вручную только после срабатывания. Этот сброс обычно выполняется с помощью кнопки сброса, которая расположена на крышке реле. Нагреватель, установленный на реле, выбирается исходя из тока полной нагрузки двигателя.

Твердотельное реле перегрузки

Эти реле обычно называют электронными реле перегрузки.В отличие от биметаллических и эвтектических реле перегрузки, эти электронные реле перегрузки измеряют ток электронным способом. Хотя они доступны в различных исполнениях, они имеют общие особенности и преимущества. Безнагревная конструкция - одно из главных преимуществ этих реле. Такая конструкция помогает снизить затраты и усилия по установке. Кроме того, конструкция без обогревателя нечувствительна к изменению температуры окружающей среды, что помогает свести к минимуму ложные срабатывания. Эти реле также обеспечивают защиту от потери фазы - более эффективно, чем реле перегрузки из биметаллических или эвтектических сплавов.Эти реле могут легко обнаружить обрыв фазы и задействовать вспомогательный контакт для размыкания цепи управления двигателем. Твердотельные реле перегрузки позволяют легко регулировать время срабатывания и уставки.

Срабатывание реле перегрузки

Время срабатывания реле перегрузки будет уменьшаться при увеличении тока. Эта функция нанесена на график обратной зависимости времени ниже и называется классом отключения. Класс отключения также указывает время, необходимое реле для размыкания в состоянии перегрузки.

Классы отключения 5, 10, 20 и 30 являются общими. Эти классы предполагают, что реле перегрузки сработает через 5, 10, 20 и 30 секунд. Это отключение обычно происходит, когда двигатель работает на 720% от своей полной нагрузки. Класс отключения 5 подходит для двигателей, требующих быстрого отключения, тогда как класс 10 обычно предпочтительнее для двигателей с низкой тепловой мощностью, таких как погружные насосы. Классы 10 и 20 используются для приложений общего назначения, тогда как класс 30 используется для нагрузок с высокой инерцией. Реле класса 30 помогают избежать ложных срабатываний.

Мы надеемся, что эта короткая статья дала вам хорошее базовое представление о реле перегрузки. Поищите другие информационные документы от c3controls на c3controls.com/blog.

Отказ от ответственности:
Содержимое, представленное в этом техническом документе, предназначено исключительно для общих информационных целей и предоставляется при том понимании, что авторы и издатели не участвуют в предоставлении технических или других профессиональных консультаций или услуг. Инженерная практика определяется обстоятельствами конкретного объекта, уникальными для каждого проекта.Следовательно, любое использование этой информации должно осуществляться только после консультации с квалифицированным и лицензированным специалистом, который может принять во внимание все соответствующие факторы и желаемые результаты. Информация в этом техническом документе была размещена с разумной тщательностью и вниманием. Однако возможно, что некоторая информация в этих официальных документах является неполной, неверной или неприменимой к определенным обстоятельствам или условиям. Мы не несем ответственности за прямые или косвенные убытки, возникшие в результате использования информации, содержащейся в этом техническом документе, или действий на ее основе.

% PDF-1.4 % 6475 0 объект > эндобдж xref 6475 63 0000000016 00000 н. 0000001615 00000 н. 0000001796 00000 н. 0000001854 00000 н. 0000001905 00000 н. 0000001961 00000 н. 0000002018 00000 н. 0000002085 00000 н. 0000003299 00000 н. 0000003548 00000 н. 0000003617 00000 н. 0000003742 00000 н. 0000003816 00000 н. 0000003941 00000 н. 0000004008 00000 п. 0000004110 00000 н. 0000004216 00000 н. 0000004349 00000 п. 0000004414 00000 н. 0000004529 00000 н. 0000004594 00000 н. 0000004659 00000 н. 0000004723 00000 н. 0000004765 00000 н. 0000004825 00000 н. 0000004947 00000 н. 0000005069 00000 н. 0000005191 00000 п. 0000005313 00000 н. 0000005501 00000 п. 0000005525 00000 н. 0000006702 00000 н. 0000006726 00000 н. 0000007836 00000 н. 0000007860 00000 н. 0000009004 00000 н. 0000009028 00000 н. 0000010156 00000 п. 0000010180 00000 п. 0000011298 00000 п. 0000011322 00000 п. 0000011440 00000 п. 0000011563 00000 п. 0000012726 00000 п. 0000012750 00000 п. 0000013849 00000 п. 0000013872 00000 п. 0000013988 00000 п. 0000014104 00000 п. 0000015340 00000 п. 0000015419 00000 п. 0000015499 00000 п. 0000015712 00000 п. 0000015821 00000 п. 0000015933 00000 п. 0000016983 00000 п. 0000035226 00000 п. 0000035304 00000 п. 0000035368 00000 п. 0000035433 00000 п. 0000035498 00000 п. 0000002128 00000 н. 0000003275 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 6476 0 объект > эндобдж 6477 0 объект > эндобдж 6478 0 объект [ 6479 0 руб. 6480 0 руб. 6481 0 руб. ] эндобдж 6479 0 объект > / F 2 0 R >> эндобдж 6480 0 объект > / Ж 55 0 Р >> эндобдж 6481 0 объект > / Ж 103 0 Р >> эндобдж 6482 0 объект > эндобдж 6536 0 объект > поток Hb``f``c``c` @

Электромеханические реле

Электромеханические реле были традиционной основой систем электрической защиты.Хотя в последние годы они были заменены числовыми устройствами на базе микропроцессоров, в эксплуатации все еще находится много старых электромеханических реле.

Evolution

Механические реле, разработанные в 1800-х годах, были первой формой электрической защиты. Несмотря на то, что они все еще были надежными и широко использовались, в начале 1980-х их заменили статические реле. Статические реле не имеют движущихся частей (отсюда и название) и работают по аналоговой схеме. В последнее время на смену статическим реле пришли первые цифровые реле, а теперь устройства на базе числовых микропроцессоров.

Кривые отключения

IEC 60255 Характеристики

Стандарт IEC 60255 определяет четыре стандартные характеристики тока и времени - стандартную инверсную (SI), очень инверсную (VI), чрезвычайно инверсную (EI) и долговременную инверсную. Каждую характеристику можно рассчитать из:

где:

t = время отключения в (с)

I = неисправность (фактическая) вторичный ток ТТ (A)

I с = уставка тока срабатывания реле)

TMS = установка множителя времени

Характеристика α К
Стандартный обратный 0.02 0,14
Очень инверсный 1,0 13,5
Чрезвычайно инверсный 2,0 80
Долговременный обратный 1,0 120

Характеристики реле иногда классифицируют по времени отключения при 10-кратном токе уставки (т.е.е. [3s / 10] - стандартная обратная кривая, которая сработает через 3 секунды при 10-кратном превышении текущей настройки). Время срабатывания различных реле:

Стандартный обратный (SI) [3s / 10] или [1,3s / 10]
Очень инверсный (VI) [1,5 с / 10]
Чрезвычайно инверсный (EI) [0,8 сек / 10]
Длительное стандартное замыкание на землю [13.3с / 10]

Характеристики для Северной Америки

Текущие временные характеристики в Северной Америке классифицируются как IEEE Moderately Inverse, IEEE Very Inverse, IEEE Extremely Inverse, US C0 8 Inverse и US CO 2 Short Time Inverse. Они предоставлены:

где:

t = время отключения в (с)

I = неисправность (фактическая) вторичный ток ТТ (A)

I с = уставка тока срабатывания реле

TD = установка шкалы времени (множитель)

Характеристика α β К
Умеренно инверсный IEEE 0.02 0,114 0,0515
Очень инверсный IEEE 2,0 0,491 19,61
Чрезвычайно инверсный IEEE 2,0 0,1217 28,2
США CO 8 Обратный 2.0 0,18 5,95
США CO 2 Кратковременный обратный 0,02 0,01694 0,02394

Пример настройки (IEC 60255)

Выключатель на 1000 А, защищенный реле со стандартной обратной характеристикой. Значение тока срабатывания реле установлено на 0.8, множитель времени равен 7, а ток повреждения составляет 8000 А. Какое будет время отключения?

  • - из таблицы α = 0,02, K = 0,14
  • - уставка тока срабатывания = 1000 A x 0,8 = 800 A
  • - используя уравнения IEC 60255, время срабатывания:

У нас также есть онлайн-калькулятор времени отключения IDMT.

CDG11 / 16 Кривые

Если у вас есть кривая срабатывания реле 3 секунды, вы можете просто умножить время на 1.3 и разделите ответ на 3. Это время для реле 1,3 секунды.

GEC / English Electric / Alstom / Areva

Обозначение модели слева направо, используя номер CDG31 и т. Д. 1 = C, 2 = D c = G и т. Д .:

  1. рабочее количество (C - ток, D - дифференциал, V- напряжение)
  2. основной механизм (D - индукционный диск, M - уравновешенный якорь, T - статический)
  3. Применение (G - общий или генератор, E - земля, U - независимое время, F - флаг, M - двигатель, D - направленное)
  4. количество блоков (т.е. CDG3x - это трехэлементное реле CDG)
  5. Характеристика
  6. (для CDG, 1 = стандартная инверсия (3 с), 2 = большая временная задержка, 3 = очень инверсная (1.55 с), 4 = крайне инверсная (0,6 с), 6 = длительное стандартное замыкание на землю)
  7. размер корпуса (15 различных корпусов, A = размер 1 выдвижной, 10 клемм и т. Д.)
  8. монтаж на корпусе (F = заподлицо и т. Д.)
  9. идентификация (указывает номинал, расположение контактов и т. Д. 2 = «в метрике»)
  10. Суффикс
  11. ('5' для реле только 50 Гц, '6' для 60 Гц)

Полный список см. В публикации MS / 5100/2 от English Electric

История компании изменилась за последние несколько лет.English Electric превратилась в GEC, а затем в GEC-Alstom. Недавно компанию приобрела Areva.

пример - CDG 34EG0022A5 - это реле общего назначения с индукционным диском, управляемое током, с тремя чрезвычайно инверсными элементами и блоком с частотой 50 Гц.

Стабилизирующие резисторы

Если трансформаторы тока включены в цепь нулевой последовательности, насыщение одного или нескольких трансформаторов во время переходных процессов может привести к большим токам утечки.Это может привести к ложному срабатыванию реле, особенно в случае реле с высоким импедансом. Для достижения стабильности в этих условиях добавляются стабилизирующие резисторы | резисторы для увеличения минимального рабочего напряжения реле.

Практическое правило выбора резистора:

попытаться сбросить: в,

то есть:

Где:
R = значение стабилизирующего резистора
В k = напряжение перегиба CT
I pk = ток срабатывания реле

В качестве альтернативы стабилизирующий резистор можно рассчитать по формуле:

где:
В A = нагрузка реле
I r = ток уставки реле

Примечание: Номинальную мощность стабилизирующего резистора следует выбирать с учетом ожидаемой величины и продолжительности тока через резистор.

Основные соображения при выборе реле дугового разряда

Время чтения: 12 минут

Эта статья информирует инженеров, производителей оригинального оборудования, проектировщиков и конечных пользователей о наиболее важных особенностях технологии дугового реле, чтобы они могли выбрать лучшее реле для своего применения.

Основы предотвращения дугового разряда

Реле дугового разряда (см. Рисунок 1) - важная часть стратегии уменьшения дугового разряда.Реле дугового разряда компактны. Они могут быстро обнаружить развивающуюся дуговую вспышку, посылая сигнал отключения на автоматический выключатель, что сокращает общее время отключения и любое последующее повреждение. Они делают это, предоставляя выход, который непосредственно активирует автоматический выключатель электрической системы, который перекрывает ток, ведущий к дуговому замыканию.

Реле дуги

помогают компаниям соответствовать требованиям стандарта NEC , который в некоторых случаях требует, чтобы работники настраивали устройство защиты цепи для мгновенного срабатывания при работе внутри границы дугового разряда.Код говорит, что рабочим не нужно предпринимать этот дополнительный шаг, если реле дугового разряда защищает шкаф.

Установка реле дугового разряда сокращает общее время отключения и количество энергии, выделяемой в результате дугового замыкания. Самые быстрые реле дугового разряда могут обнаруживать развивающуюся дуговую вспышку и отправлять сигнал отключения на выключатель менее чем за 1 миллисекунду. Автоматический выключатель откроется через 35–50 миллисекунд [время будет варьироваться в зависимости от типа автоматического выключателя и того, как хорошо он обслуживается].Поскольку вспышка дуги может потреблять часть тока замыкания на болтах, особенно на начальных стадиях, не следует полагаться только на автоматические выключатели, чтобы различать ток дуги и типичный пусковой ток.

С реле дугового разряда меньше повреждений оборудования, а также меньше и менее серьезных травм для ближайшего персонала. Это повреждение обычно незначительное и ограничивается точкой повреждения, в которой возникла дуга. Это позволяет избежать более распространенных и серьезных повреждений, которые возникают во время полной вспышки дуги.

Наиболее важные характеристики реле дугового разряда

Самыми важными характеристиками реле дугового разряда являются их

  • время реакции,
  • надежность поездки,
  • простота установки,
  • гибкость сенсора,
  • Программное обеспечение
  • ,
  • Конструкция датчика
  • ,
  • предотвращение ложных срабатываний и

Время реакции

Ток дуги во время начальной стадии вспышки дуги слишком мал для отключения автоматических выключателей.Это связано с тем, что автоматические выключатели рассчитаны на то, чтобы выдерживать только временные повышения токов, вызванные переходными процессами.

Например, когда ток повышается при замыкании на болтах 50 кА между 480 В переменного тока и землей, изоляция кабеля загорается примерно через 50 миллисекунд. В течение 100 миллисекунд медный проводник начнет испаряться. Вдобавок к яркому свету дуговая вспышка вызовет сильный нагрев и взрывную волну высокого давления.

Поскольку свет является самым ранним обнаруживаемым признаком возникновения дугового разряда, большинство реле дугового разряда используют оптические датчики света для обнаружения развивающейся дуги.Выход светового датчика жестко подключен к реле дугового разряда, которое размыкает цепь, прерывающую подачу энергии в дугу. Скорость, с которой это происходит, зависит от конструкции реле дугового разряда. Наименьшее время реле дугового разряда составляет от менее 1 миллисекунды до 9 миллисекунд.

Это время реакции зависит от схемы выборки входного сигнала датчика света дугового реле и конструкции выходной цепи отключения. Для схемы отбора проб реле важно избегать помех.Например, входы датчиков света Littelfuse PGR-8800 Arc-Flash Relay (которые могут иметь до шести входов датчиков света на реле и до 24 на систему) дискретизируются каждые 125 микросекунд (что составляет частоту дискретизации 8 кГц).

Littelfuse PGR-8800 обнаруживает вспышку дуги, когда его датчик фиксирует уровень интенсивности света, превышающий уровень срабатывания. После того, как реле подсчитает достаточное количество последовательных выборок, превышающих уровень срабатывания, оно активирует выход.

Как часть схемы выборки датчика, программируемая задержка фильтрует входы. Это устанавливает количество выборок, необходимых для отключения реле и, таким образом, фильтрации фото-вспышек, которые могут вызвать непреднамеренные срабатывания. Как правило, фильтр с программируемой задержкой по времени может быть установлен от нуля (мгновенное обнаружение света) до одной или двух секунд для особых условий применения.

После временной задержки на входе реле дугового разряда требуется определенное время для включения его электронного выхода.Это функция типа используемого выходного реле. Твердотельные выходы (например, биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) намного быстрее электромеханических реле и могут работать в течение 200 микросекунд.

БТИЗ

- один из самых быстрых типов полупроводниковых выходов в реле дугового разряда. PGR-8800 и AF0500 построены с этими выходами и поэтому могут реагировать в течение 200 микросекунд с момента обнаружения вспышки дуги.

Реле дугового разряда Littelfuse PGR-8800 и AF0500:

  • Задержка по умолчанию 500 микросекунд,
  • Требует трех последовательных выборок, превышающих порог срабатывания, и
  • Время включения 200 микросекунд на их выходе IGBT.125-микросекундное время включения IGBT PGR-8800 и AF0500 и интервал выборки соответствуют минимальному времени отключения (без фильтрации временной задержки) менее 0,5 миллисекунды.

Общее время выборки пропорционально количеству датчиков, которые использует реле. Реле PGR-8800 использует максимум шесть датчиков. Следовательно, время реакции составляет менее 1 миллисекунды.

Рисунок 1. Реле дугового разряда PGR-8800. Рисунок 2. Повреждения, вызванные разрядом дуги.

Надежность поездки

Наряду со временем реакции, надежное отключение является наиболее важной характеристикой реле дугового разряда, поскольку оно обеспечивает уменьшение дугового замыкания. Есть два важных аспекта надежности отключения: резервирование отключения и мониторинг состояния системы.

Резервное отключение

Большинство реле дугового разряда не имеют функции резервного отключения. Однако реле дугового разряда без избыточного срабатывания похоже на автомобиль с ремнями безопасности, но не с подушками безопасности.Это небезопасный подход к безопасности. Он имеет как первичную, так и вторичную логику пути отключения. Первичный путь управляется внутренним микропроцессором и его встроенным программным обеспечением и работает путем активации катушки первичного реле отключения.

Резервный путь обычно использует дискретную твердотельную логику, которая не проходит через микропроцессор. Любой сбой в микропроцессоре приведет к автоматическому переключению устройства на резервный путь, который без задержки активирует реле независимого отключения, когда входной сигнал датчика превышает порог обнаружения света.На твердотельный резервный путь не влияют программируемые настройки, такие как временная задержка. Некоторые реле обеспечивают возможность отключения при пониженном напряжении или независимого отключения; резервный тракт обычно работает в шунтирующем режиме, поэтому катушка пониженного напряжения немедленно сработает, если микропроцессор выйдет из строя.

Мониторинг здоровья

Люди часто говорят: «Цепь хороша настолько, насколько хорошо ее самое слабое звено». Мониторинг работоспособности гарантирует, что система находится в хорошем рабочем состоянии. От датчиков до выхода схемы отключения реле дугового разряда, реле должно контролировать все применимые компоненты в системе.

Большинство реле дугового разряда имеют некоторую степень внутреннего контроля исправности, хотя эти возможности могут различаться в зависимости от модели. Реле Littelfuse PGR-8800 и AF0500 имеют встроенный мониторинг состояния всего устройства. Реле посылает сигнал на датчик освещенности и проверяет его работу. Затем датчик отправит сигнал обратно на реле. Волоконно-оптические датчики проверяют, не пережат и не сломан весь кабель.

Хотя некоторые реле дугового разряда показывают состояние датчика на лицевой стороне реле, оно не будет видно работнику в другом месте.Никакое другое реле дугового разряда не обеспечивает индикацию на датчике сканирования или состояния системы.

Реле AF0500, AF0100 и PGR-8800 являются исключением из этого ограничения. Их точечные датчики имеют светодиодный индикатор, который показывает, правильно ли работает обнаружение света. Индикация состояния на датчике может иметь решающее значение для предотвращения работ по техническому обслуживанию оборудования, на котором защита неактивна, поскольку рабочий может сразу увидеть, что светодиодный индикатор датчика не горит.

Мигающие индикаторы - особенность AF0500, AF0100 и PGR-8800 - указывают на исправность датчика, оптимизируют функции мониторинга состояния, поскольку работники сразу узнают, была ли установка успешной.Если датчик обнаружил неисправность, мигающий свет будет гореть постоянно. Это позволяет пользователю быстро и эффективно определить, где находится неисправность.

Простота установки

Самые простые в установке реле дугового разряда не требуют настройки ПК.

Реле дугового разряда Littelfuse AF0500, PGR8800 и AF100 являются устройствами plug and play - это означает, что эти реле готовы к использованию сразу после подключения. Они не требуют настройки или конфигурации ПК.(Хотя конфигурация ПК для AF0500 и PGR-8800 не является обязательной, она необходима только для настройки определенных расширенных режимов или нескольких источников питания.)

Гибкость сенсора

Вход реле должен принимать точечные датчики, а также оптоволоконные датчики. Реле дуги AF0500, AF0100 и PGR-8800 могут гибко сочетать датчики точки и оптоволоконные датчики, используя одни и те же входы. Лицо, устанавливающее эти реле Littelfuse, может изменить конфигурацию датчика и при необходимости адаптировать ее.В будущем их также можно будет перенастроить для другого шкафа.

Датчики в реле Littelfuse могут быть в любое время отключены другим типом датчика. Эта особенность необычна для реле дугового разряда; большинство реле имеют заранее определенный тип датчика и никогда не могут быть перенастроены. Эти реле не являются гибкими, что усложняет их установку и увеличивает стоимость.

Небольшие электрические панели должны использовать только реле дугового разряда, которые легко установить.

Помимо шкафов распределительных устройств с фидерами, дуговая защита может быть расширена до трансформаторов, преобразователей мощности и центров управления двигателями.

Программное обеспечение

Несколько реле дугового разряда, включая PGR-8800 и AF0500, имеют программное обеспечение с функцией регистрации событий. Это полезно для отслеживания тенденций в производительности системы. Он должен записывать конкретный датчик, который вызвал неисправность, что упростит поиск и устранение неисправностей. Оба реле PGR-8800 и AF0500 могут регистрировать до 1000 событий, а PGR-8800 также поддерживает захват формы сигнала.Захват формы волны предоставляет подробные данные о освещении и силе тока во время неисправности.

Реле

сконфигурированы с интерфейсами передачи данных, которые бывают разных стилей. Интерфейсы USB упрощают и сокращают настройку реле до менее пяти минут, даже в сложных сценариях с несколькими модулями, датчиками тока и настраиваемыми уровнями срабатывания (см. Рисунок 3). События могут храниться в файле журнала, к которому также можно получить удаленный доступ через интерфейс USB для создания отчетов и графиков исторических данных.

Компании-разработчики программного обеспечения для анализа энергосистем используют дуговые реле в своих библиотеках компонентов. Это позволяет пользователям выполнять анализ «что, если» для различных конфигураций реле, переменных цепи и состояний неисправности.

Рисунок 3. Пример установки реле дугового разряда в шкафу распределительного устройства, вместе с его датчиками освещенности с фиксированной точкой (A), оптоволоконными датчиками света (B) и трансформаторами тока (C).

Конструкция датчика

В большинстве установок реле дугового разряда имеется несколько фиксированных датчиков света рядом с вертикальными и горизонтальными шинами, где в шкафах распределительного устройства фидера высока вероятность возникновения дуговых замыканий.Необходимо установить достаточное количество датчиков, чтобы охватить все доступные области, даже если политика компании предусматривает работу только с обесточенными системами.

Дуговое замыкание должно быть видно как минимум двум датчикам на случай, если человек блокирует поле зрения другого датчика. Световые датчики также могут быть установлены в других электрических шкафах и в панелях, которые подлежат текущему обслуживанию и ремонту, например, в центрах управления двигателями.

В дополнение к входам датчиков с фиксированной точкой некоторые производители реле дугового разряда поставляют датчики с оптоволоконными жилами, которые имеют поле обзора на 360 градусов для обнаружения света.Это позволяет более гибко позиционировать светочувствительные участки, поскольку волоконно-оптические нити могут быть намотаны петлей по всему корпусу или панели, что затем будет охватывать сложные компоновки компонентов. Некоторые производители реле дугового разряда поставляют оптоволоконные жилы длиной от 26 до 65 футов или предлагают соединительное оборудование для еще большей длины.

Однако длинные «открытые» пряди волокна (которые предназначены для приема света по всей длине пряди) следует использовать с осторожностью.В зависимости от местоположения вспышки дуги относительно дальнего конца такой жилы свет, который достигает конца детектора, может быть недостаточно ярким, чтобы вызвать срабатывание реле. Это связано с затуханием по длине волокна. Некоторые производители избегают этой проблемы, используя соединительное оборудование с проводными выходами от межсоединения и точек детектора обратно к реле дугового разряда. Например, Littelfuse PGR-8800 позволяет использовать до шести входов датчиков освещенности на одно реле, и до четырех реле могут быть соединены между собой, чтобы работать как единое целое.Это означает, что для контроля конфигурации электрического оборудования можно использовать до 24 входов датчиков света.

Наши датчики предварительно заделаны и откалиброваны на заводе, а не нарезаны рукавами и отполированы в полевых условиях. Это означает, что мы устранили человеческий фактор ошибки, которая может привести к нежелательному срабатыванию.

Предотвращение нежелательных отключений

В большинстве реле дугового разряда используются датчики освещенности с фиксированными порогами обнаружения, которые устанавливаются в пределах от 3000 до 10 000 люкс.

С этой настройкой датчика освещенности реле не будет мешать при повседневном ярком свете, таком как свет от светодиодного фонарика или вспышка от камеры мобильного телефона (см. Таблицу 1).

Таблица 1. Типичные уровни освещенности.

Тем не менее, может быть полезно поднять уставку, чтобы минимизировать ложное срабатывание. Например, если открыть шкаф распределительного устройства для попадания прямых солнечных лучей, вспышки профессиональной камеры или работающего поблизости сварщика, это может привести к непреднамеренному срабатыванию реле дугового разряда, что приведет к дорогостоящим простоям.

В некоторых реле дугового разряда также используется схема измерения фазного тока, чтобы избежать ложных срабатываний. Схема измерения фазного тока использует три трансформатора тока для измерения трех токов фраз в системе.

Если логика микропроцессора получает входной сигнал от светового датчика, он проверяет быстрорастущий входной сигнал от трансформаторов тока. Если он присутствует, он отправит выходной сигнал на устройство отключения.

Однако измерение среднеквадратичного значения тока - не лучший способ реализовать эту функцию.Обнаружение краев - лучший подход. Реле, которые используют обнаружение фронта, такие как реле PGR-8800, используют мгновенные значения тока для обнаружения быстро нарастающего тока. Это укажет на дуговое замыкание и позволит избежать ненужных задержек во времени срабатывания реле в случае возникновения дуги.

С помощью этого метода микропроцессор ищет численно наибольший из трех фазных токов в любой заданной выборке. Затем наибольший фазный ток сравнивается с порогом, запрограммированным пользователем.

Кроме того, в конфигурации отключения по максимальному току доступны задержки, которые говорят, как долго максимальное значение должно оставаться выше предела, чтобы устройство отключило выход.

Проверка тока трансформатора тока не влияет на время реакции реле. Например, реле PGR-8800 имеет общее время срабатывания менее 1 миллисекунды, которое зависит от выбираемой пользователем настройки времени задержки.

Масштабируемость

Несколько конструкций реле дугового разряда позволяют объединять несколько блоков.Эта конфигурация позволяет дуге на выходе срабатывать выключатель на входе. Это может быть очень полезно, если подстанция выше по течению питает нижестоящие центры управления электродвигателями (MCC). Обычно работают с действующими MCC, что резко увеличивает вероятность возникновения дугового разряда.

Однако MCC может не иметь главного выключателя с независимым расцепителем, который в противном случае позволял бы отключать его дистанционно. Это означает, что не существует способа отключения питания при обнаружении вспышки дуги.Реле дугового разряда, установленное в MCC, сообщает вышестоящему реле или сетевому реле срабатывание главного выключателя, питающего MCC.

Реле AF0500 и PGR-8800 имеют функцию отключения выключателя на входе. Если местный автоматический выключатель не срабатывает, то на вышестоящий выключатель будет отправлена ​​другая команда (после небольшой задержки). Реле AF0500 имеет два выхода IGBT, что позволяет осуществлять обмен данными с автоматическими выключателями как на входе, так и на выходе.

Рисунок 4. Трансформаторы фазного тока (ТТ) могут использоваться для предотвращения ложных отключений; для выхода срабатывания реле дугового разряда требуется как вход датчика света, так и быстро возрастающий фазный ток.

Зона срабатывания

AF0500 может использоваться в качестве резервного для системы блокировки с выбором зоны (см. Рисунок 5). Это создает дополнительный уровень избыточности.

Некоторые реле, такие как реле PGR-8800, выполняют отключение зоны за счет объединения нескольких реле в сеть. Реле AF0500, напротив, имеет встроенную возможность отключения зоны. Одно реле AF0500 может контролировать две отдельные зоны с помощью отдельных датчиков. Реле может отключать разные выключатели для каждой зоны, отключать один и тот же выключатель или отключать локальный выключатель и вышестоящий выключатель для одной зоны.

Отключение по зонам сводит к минимуму простои. Например, вспышка дуги может привести к отключению только затронутой части шкафа (а не отключению всего шкафа, когда используется отключение по зонам). Зонное отключение может также размыкать автоматический выключатель на входящем фидере, одновременно размыкая межкоммутаторный выключатель, чтобы питание не передавалось от второго фидера.

Рисунок 5. Зонное отключение. AF0500 может отключать две отдельные зоны.

Создание индивидуальной системы дугового разряда без сложного программирования или настройки

Соедините AF0100 и AF0500 вместе, чтобы создать систему защиты подходящего размера.Используйте инновационные цифровые входные и выходные терминалы для добавления датчиков или зон (см. Рисунок 6).

Рисунок 6. Пример простой и индивидуальной системы защиты.

Модернизация

Никому не нравится сложный процесс настройки или необходимость вносить изменения в существующие схемы при установке новых реле в существующее распределительное устройство. Чтобы избежать этого, используйте реле, такие как Littelfuse AF0500 или AF0100, которые имеют гибкую конфигурацию датчика, что делает реле подходящим для любого применения, независимо от того, насколько сложна система.Оба реле имеют встроенный USB-интерфейс для ПК и цифровые входы и выходы, что исключает необходимость установки программного обеспечения для настройки на ПК.

Заключение

Реле дугового разряда жизненно важны для смягчения дугового разряда. Не все системы одинаковы, как и реле дугового разряда. Для эффективной защиты от дугового разряда в системе должно быть предусмотрено реле. Наиболее важные характеристики реле дугового разряда:

  • время реакции,
  • надежность поездки,
  • простота установки,
  • гибкость сенсора,
  • Программное обеспечение
  • ,
  • Конструкция датчика
  • ,
  • предотвращение ложных срабатываний и

Дополнительные ресурсы дуги-вспышки

Обратитесь к нашему техническому разделу часто задаваемых вопросов о вспышке дуги, чтобы получить исчерпывающий список вопросов и ответов, касающихся реле дугового разряда и дугового разряда.Веб-страница Littelfuse, посвященная дуговой вспышке, Littelfuse.com/ArcFlash, также предоставляет исчерпывающую коллекцию ресурсов по дуговой вспышке, например:

  • Брошюра по реле дугового разряда
  • Калькулятор снижения энергии дугового разряда
  • - пример того, как реле дугового разряда Littelfuse PGR-8800 спасло завод от повреждений и простоев почти на 1 миллион долларов.

Техническая информация и данные по применению защитных реле, предохранителей Littelfuse и других продуктов для защиты цепей и безопасности доступны на сайте www.littelfuse.com/protectionrelays. По вопросам обращайтесь в нашу группу технической поддержки по телефону (800) 832-3873 или [email protected]

Силовой выключатель

- Схема работы и управления

Понимание схемы выключателя важно, если вы планируете проектировать подстанцию. Довольно часто бывает сложно разобраться во всей схеме с первого взгляда. Поэтому рисунок ниже, изображающий схему выключателя, будет использован для упрощения и объяснения различных элементов конструкции выключателя и управления им. Рисунок 1: Цепь включения и отключения выключателя

Формы контактов

Прежде чем объяснять, что делает каждое устройство в схеме, необходимо понять различные формы вспомогательного контакта. Каждый выключатель оснащен вспомогательным выключателем. Он механически связан с механизмом включения выключателя. В корпусе вспомогательного переключателя вы можете сформировать контакт « a » (он же 52a по ANSI) или сформировать « b » (он же 52b).

Рисунок 2: Группа контактов вспомогательного переключателя, механически привязанная к рабочему стержню масляного выключателя.

Контакт формы « a » представляет собой нормально разомкнутый (НР) контакт. Таким образом, когда выключатель разомкнут, его контакты 52a разомкнуты. Когда выключатель замкнут, контакты 52a замкнуты. Контакт 52a отслеживает состояние выключателя .

Контакт формы « b » представляет собой нормально замкнутый (Н.З.) контакт. Он управляет в точности противоположным тому, что делает «а» . Когда прерыватель разомкнут, контакты 52b замкнуты. Когда выключатель замкнут, контакты 52b разомкнуты.

С контактом 52a в цепи отключения (как показано на схеме выше), как только выключатель размыкается, этот контакт размыкается. Теперь независимо от того, что делают реле, катушка отключения изолирована. С другой стороны, при разомкнутом выключателе контакт 52b в замкнутой цепи замкнут, позволяя при желании замкнуть.

Помимо контактов вспомогательного выключателя, в схеме выключателя вы увидите такие реле, как реле защиты от помпы 52Y, реле низкого уровня газа 63X, реле минимального напряжения 27 и т. Д.Контакты «a» и «b» каждого из этих реле заблокированы с другими реле или переключателями, так что они либо разрешают, либо не разрешают работу выключателя.

Схема отключения автоматического выключателя

Рисунок 3: Схема управления отключением

Для цепи отключения необходимо подключить контакт «a» реле отключения параллельно. См. Рисунок 2 . Следовательно, когда замыкается одно реле или переключающий контакт, замыкая цепь, срабатывает выключатель. Единственным исключением из параллельного подключения контактов является контакт вспомогательного реле низкого уровня газа (63X на рисунке).Этот подключен последовательно. Почему?

В современных силовых выключателях для гашения дуги используется гексафторид серы (SF6). Без достаточного количества газа, то есть с пониженной отключающей способностью, внутри резервуара может произойти вспышка. Для предотвращения пробоев из-за низкого уровня газа выключатели оснащены реле ANSI ’63’. Срабатывание выключателя отключается контактом этого реле.

Большинство современных автоматических выключателей имеют две катушки отключения. При подаче питания на выключатель срабатывает любой из них. Поскольку в систему защиты и управления энергосистемой встроено хорошее резервирование, нередко можно увидеть все первичные реле в катушке отключения отключения системы 1 и катушке отключения резервного отключения 2.

Здесь я надеюсь, что читатель понял стратегию последовательно-параллельного размещения контактов реле.

Давайте посмотрим на другие реле и переключатели из цепи отключения нашего выключателя. Катушка отключения реле пониженного напряжения 27B подключена к тому же источнику постоянного тока, что и источник, питающий цепь отключения. Когда это питание прерывается, катушка реле 27B обесточивается, приводя в действие ее контакты. В нашем выключателе мы не блокируем отключение из-за этого ненормального состояния. В отрасли принято сигнализировать только локально и пересылать сигнал тревоги удаленному оператору через SCADA.Выключатель также оснащен переключателем 43, который переключает между местным и дистанционным отключением. Местное расположение позволяет людям, находящимся у распределительной коробки выключателя, отключать выключатель, замыкая выключатель управления (CS). Переключение в дистанционное положение позволяет реле в диспетчерской отключать выключатель.

Целевые устройства

Целевые лампы используются в цепях для передачи определенных условий. Когда выключатель замкнут и находится под напряжением, загорается красная лампа, указывая на то, что выключатель находится под напряжением.При размыкании выключателя загорается зеленая лампа - цепь в комплекте с контактом 52b переключается с размыкания на замыкание.

Теперь вы можете заметить, что красная контрольная лампа подключена таким образом, что по существу замыкает реле отключения и срабатывает автоматический выключатель. Неудивительно, что это не так. Лампы-мишени имеют достаточное сопротивление (~ 200 Ом для цепи 125 В постоянного тока), ограничивая ток, который может питать катушку.

Схема включения выключателя

Рисунок 4: Схема управления включением

Для этой схемы вы должны соединить контакт реле управления выключателем последовательно с цепочкой из 86 контактов реле блокировки, прежде чем вы нажмете анти- реле насоса в замкнутой цепи. Почему? Что ж, вы бы хотели замкнуть выключатель в неисправной цепи? См. рисунок 3 . В этом примере у вас есть контакты «b» 86T (трансформатор LOR) и 86B (шина LOR), соединенные последовательно с контактом «a» реле управления выключателем SEL351S. Поэтому, когда происходит отказ трансформатора или шины, соответствующий ему LOR блокирует замыкание цепи SEL351S.

Современные реле управления выключателем запрограммированы на проверку синхронизма. То есть, прежде чем выключатель будет включен, реле проверяет фазовый угол источника и напряжение на стороне нагрузки любой одной фазы.Если углы не синхронизированы, логика реле не позволит сработать замыкающему управляющему контакту.

Замыкающая цепь также имеет контакты выключателя двигателя (MS). Двигатель используется для взвода пружины, которая замыкается-срабатывает. Контакты выключателя двигателя не позволяют выключателю замыкаться, пока он не завершит свою работу.

Хорошо! Хватит теории. Хотите реальную реализацию дизайна? Тогда ознакомьтесь с электронной книгой ниже. Используется популярная в отрасли схема выключателя Siemens SPS2 на 138 кВ. Онлайновая ретрансляция для двух разных подстанций, созданная с нуля, чтобы объяснить, что отключает, закрывает и блокирует закрытие.Спасибо за поддержку этого блога.

Схема управления автоматическим выключателем

Aleen Mohammed

Реле защиты от накачки

Для предотвращения случайного многократного включения выключатели оснащены реле защиты от накачки (обозначение 52Y ANSI). Предположим сценарий, в котором неисправность сохраняется на линии, и человек пытается замкнуть выключатель на ней. Хотя человек нажимает кнопку включения на секунду или две, для выключателя, который работает циклически, эта продолжительность составляет вечность. При нажатой кнопке включения выключатель несколько раз пытается размыкаться и замыкаться.Поскольку двигатель выключателя не рассчитан на продолжительную работу, это может привести к серьезным повреждениям.

В заключение, имейте в виду, что не все реле в здании управления могут обрабатывать мгновенный пусковой ток от катушки отключения выключателя. Например, управляющие реле SCADA. Промежуточные реле, подобные тем, которые производит Potter-Brumfield, обычно устанавливаются в качестве посредников. Таким образом, в нашем случае реле SCADA отключает промежуточное реле, и это реле активирует катушку отключения выключателя.

Большинство современных микропроцессорных реле, особенно производства Schweitzer, могут выдерживать пусковые токи до 30 А и, таким образом, могут быть подключены напрямую к катушкам выключателя.

Сводка

  • Схема выключателя представляет собой сеть блокированных реле и переключателей.
  • Работа выключателя контролируется реле и переключателями.
  • Контакты отключения подключены параллельно.
  • Замыкающие контакты подключаются последовательно, т. Е. Контакт реле управления выключателем «a», за которым следует серия контактов LOR «b».

Пожалуйста, поддержите этот блог, поделившись статьей

% PDF-1.3 % 4501 0 объект > эндобдж xref 4501 151 0000000016 00000 н. 0000003376 00000 н. 0000003548 00000 н. 0000008887 00000 н. 0000009164 00000 п. 0000009251 00000 п. 0000009399 00000 н. 0000009462 00000 н. 0000009572 00000 н. 0000009727 00000 н. 0000009790 00000 н. 0000009896 00000 н. 0000010013 00000 п. 0000010178 00000 п. 0000010241 00000 п. 0000010339 00000 п. 0000010486 00000 п. 0000010641 00000 п. 0000010736 00000 п. 0000010856 00000 п. 0000010919 00000 п. 0000011074 00000 п. 0000011183 00000 п. 0000011280 00000 п. 0000011343 00000 п. 0000011501 00000 п. 0000011607 00000 п. 0000011713 00000 п. 0000011776 00000 п. 0000011933 00000 п. 0000012028 00000 п. 0000012164 00000 п. 0000012227 00000 п. 0000012384 00000 п. 0000012503 00000 п. 0000012600 00000 п. 0000012662 00000 п. 0000012817 00000 п. 0000012915 00000 п. 0000013017 00000 п. 0000013079 00000 п. 0000013215 00000 п. 0000013277 00000 п. 0000013427 00000 п. 0000013489 00000 п. 0000013602 00000 п. 0000013664 00000 п. 0000013726 00000 п. 0000013788 00000 п. 0000013919 00000 п. 0000013981 00000 п. 0000014115 00000 п. 0000014177 00000 п. 0000014298 00000 н. 0000014360 00000 п. 0000014482 00000 п. 0000014544 00000 п. 0000014668 00000 п. 0000014730 00000 п. 0000014792 00000 п. 0000014854 00000 п. 0000014917 00000 п. 0000015036 00000 п. 0000015099 00000 п. 0000015221 00000 п. 0000015284 00000 п. 0000015406 00000 п. 0000015469 00000 п. 0000015620 00000 н. 0000015683 00000 п. 0000015746 00000 п. 0000015809 00000 п. 0000015929 00000 п. 0000015992 00000 н. 0000016108 00000 п. 0000016171 00000 п. 0000016290 00000 н. 0000016353 00000 п. 0000016416 00000 п. 0000016479 00000 п. 0000016612 00000 п. 0000016675 00000 п. 0000016796 00000 п. 0000016859 00000 п. 0000016922 00000 п. 0000016989 00000 п. 0000017109 00000 п. 0000017172 00000 п. 0000017235 00000 п. 0000017298 00000 п. 0000017426 00000 п. 0000017489 00000 п. 0000017603 00000 п. 0000017666 00000 п. 0000017776 00000 п. 0000017839 00000 п. 0000017964 00000 п. 0000018027 00000 п. 0000018153 00000 п. 0000018216 00000 п. 0000018332 00000 п. 0000018395 00000 п. 0000018513 00000 п. 0000018576 00000 п. 0000018707 00000 п. 0000018770 00000 п. 0000018897 00000 п. 0000018960 00000 п. 0000019109 00000 п. 0000019172 00000 п. 0000019284 00000 п. 0000019347 00000 п. 0000019469 00000 п. 0000019532 00000 п. 0000019659 00000 п. 0000019722 00000 п. 0000019836 00000 п. 0000019899 00000 п. 0000020023 00000 н. 0000020086 00000 п. 0000020207 00000 п. 0000020270 00000 п. 0000020400 00000 п. 0000020463 00000 п. 0000020608 00000 п. 0000020671 00000 п. 0000020804 00000 п. 0000020867 00000 п. 0000020991 00000 п. 0000021054 00000 п. 0000021172 00000 п. 0000021235 00000 п. 0000021344 00000 п. 0000021407 00000 п. 0000021518 00000 п. 0000021581 00000 п. 0000021700 00000 п. 0000021763 00000 п. 0000021878 00000 п. 0000021941 00000 п. 0000022004 00000 п. 0000022067 00000 п. 0000022130 00000 н. 0000022192 00000 п. 0000022405 00000 п. 0000023198 00000 п. 0000023884 00000 п. 0000023907 00000 п. 0000024053 00000 п. 0000003614 00000 н. 0000008863 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 4502 0 объект > эндобдж 4503 0 объект > эндобдж 4650 0 объект > поток HRyP _pArD9 $ wA! R & "P * K ~ AE @ 0 * V @ AwQu]

Защита от замыканий на землю - Советы по защите от замыканий на землю

А как насчет новой статьи нашего коллеги-электрика Хесуса Переса Диаса? Сегодня он расскажет вам о защите от замыканий на землю, так что если вам интересна эта тема, наслаждайтесь!

И если у вас есть знания, которыми вы можете поделиться, напишите комментарий или статью.Вам просто нужно отправить нам письмо.

ABB Автоматический выключатель и реле замыкания на землю | изображение: ndu.cl

Введение

Статистика показала, что электрические неисправности, связанные с заземлением, более вероятны, чем любые другие. Замыкание на землю происходит, когда любой из фазных проводов (также известный как горячий, находящийся под напряжением и линия) контактирует с землей или любой заземленной частью, например, заземленной рамой двигателя. Это могло произойти из-за уменьшения изоляции, повреждения кабеля, перенапряжения, несчастного случая по вине людей или неправильной проводки, а также из-за плохой работы оборудования.

Ток короткого замыкания в результате замыкания на землю будет зависеть от типа заземления нейтрали и полного сопротивления пути от места повреждения до источника (распределительный трансформатор / генератор). Замыкание на землю может быть действительно опасным, вызывая дуговую разрядку и пожар, горение и поражение электрическим током людей, находящихся рядом с неисправным оборудованием. Схема с глухозаземленной нейтралью и нейтралью с низким сопротивлением требует быстрого устранения замыканий на землю, но должна быть обеспечена координация с другими устройствами.

Защита от замыканий на землю: когда это необходимо?

Стандартные нормы

устанавливают критерии для применения защиты от замыканий на землю, также необходимо учитывать методы заказчика и инженеров. Вкратце, Национальный электротехнический кодекс указывает, что защита от замыкания на землю необходима для систем, отвечающих всем следующим требованиям:

  • Цельная звезда
  • Более 150 В фаза-нейтраль, но менее 600 В фаза-линия
  • Главный выключатель на ток 1000 А или выше

Защита от замыкания на землю: когда она не используется?

Не требуется для:

  • Системы, не соответствующие всем вышеперечисленным условиям
  • Насосы пожарные
  • Процесс с оборудованием, в котором остановка увеличивает опасность
  • Однофазные цепи
  • Дельта системы
  • Системы с заземлением через сопротивление или полное сопротивление

Замыкание на землю: как его обнаружить?

Существуют различные способы обнаружения замыканий на землю с помощью трансформаторов тока.Они заключаются в контроле тока, протекающего по всем проводам фидера, и определении возможного дисбаланса, который означает замыкание на землю.

Остаточное соединение:

Он учитывает 3 трансформатора тока (или 4, если имеется нейтральный проводник), подключенные к реле (или датчику), которое суммирует все вторичные токи.

Теоретически результат этой суммы должен быть равен нулю, даже если на фазных проводниках (без заземления) происходит короткое замыкание или присутствует несимметричная нагрузка, только замыкания, связанные с заземлением, являются результатом изменения общего тока, поэтому это интерпретируется как сбой.Взгляните на рисунок 1.

Рисунок 1. Остаточное соединение | yourelectrichome.com


Трансформатор тока баланса ядра:

Подразумевает только один тип баланса сердечника трансформатора тока. Все фазные и нейтральные (если есть) проводники проложены через окно трансформатора тока.

Общая сумма магнитных потоков также равна нулю, даже если имеет место дисбаланс нагрузки и любое замыкание, за исключением заземления, поэтому любой ток, обнаруженный реле, соответствует замыканию на землю.См. Рисунок 2.

Рисунок 2. Трансформатор тока баланса ядра | yourelectrichome.com


Возврат по земле:

Ground Return - это еще один способ обнаружения замыкания на землю, который заключается в размещении трансформатора тока на заземлении нейтрали. Любой возвратный ток через это соединение представляет собой неисправность, поэтому реле должно отключить автоматический выключатель.

Соображения и типовые настройки

Уставки защиты от замыканий на землю и их расчет определяются другим способом максимальной токовой защиты фаз.Токи замыкания на землю не передаются силовыми трансформаторами, особенно в соединениях треугольник / звезда и треугольник / треугольник.

Таким образом, можно сказать, что расчет и анализ для определения правильной настройки полностью независимы для каждого напряжения системы, что делает ее более быстрой, чем обычная защита от перегрузки по току, избегая задержки по времени от нагрузки до источника на всех уровнях напряжения.

В этом смысле расчет проще и проще, но при этом необходимо учитывать следующее:

  • Уставка защиты от замыкания на землю имеет меньшее срабатывание, чем уставка фазной защиты, поскольку не зависит от нормальных рабочих токов.
  • Если защищаемая цепь питает отдельную нагрузку, то срабатывание может быть низким, например, 5-10 А или в диапазоне 10-100% от уставки отключения фазы (перегрузка / длительное время).
  • Если защищаемая цепь питает различные нагрузки, то срабатывания датчика должно быть достаточно, чтобы обеспечить устранение замыкания на землю от нижерасположенных устройств. Если нижестоящее устройство не имеет защиты от замыкания на землю, то его настройки фазы должны использоваться для согласования с основной службой (автоматический выключатель или вводное устройство).Это гарантирует, что главный автоматический выключатель не должен немедленно сработать защитой от замыкания на землю, если повреждение расположено после устройств ответвления.
  • Настройка срабатывания может быть одинаковой для всех последовательных устройств, согласование достигается настройками времени, обеспечивая достаточную задержку, чтобы учесть отключение в нисходящем направлении, время отключения и запас безопасности.
  • Установка времени защиты от замыкания на землю для основных служб (Panelboard, MCC, Swtichgear, Switchboard и т. Д.) Не должна быть меньше 0,1 секунды.Для отдельных нагрузок должно быть достаточно, чтобы исключить отключение от пусковых токов.

Замыкание на землю: пример расчета

Рассмотрите следующий распределительный щит (рисунок 3) и входные данные, чтобы определить настройку замыкания на землю основной сети (CB1) и ответвленной цепи двигателя (R1), предполагая, что другая ответвленная цепь не имеет защиты от замыкания на землю (CB3).

Рисунок 3. SLD образца

Токи короткого замыкания (Входные данные)

Приступим к анализу параллельной цепи двигателя.

Защита двигателя от перегрузки составляет около 115% от FLC: 241 A. (см .: https://engineering.electrical-equipment.org/electrical-software/lv-motor-protective-device-settings-video-tutorial.html)

Поскольку это индивидуальная нагрузка, защита от замыкания на землю должна быть в пределах 10–100% уставки перегрузки фазы.

Поглощение = 241 А * 10% = 24,1 А

Задержка времени выбрана равной 0,1 секунды, чтобы разрешить пусковой ток и избежать ложных срабатываний. Взгляните на рисунок 4, чтобы увидеть полученную кривую защиты.

Рисунок 4. Кривая защиты от замыкания на землю R1 (параллельная цепь двигателя)

Для основного обслуживания минимальная уставка отключения заземления указанного электронного расцепителя защиты составляет 240 А, что составляет 20% уставки перегрузки (1200 А). Временная задержка может составлять около 0,3 секунды для согласования с нижележащими устройствами. Эти значения должны быть проверены кривой защиты последующих устройств.

Давайте посмотрим кривую защиты заземления CB1 (ввод) с вышеуказанными настройками в сравнении с кривой R1 (ветвь двигателя).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *