Как подключить реле тока – больше инструкций на 100ампер.ру
Токовое реле — устройство, контролирующее определенную цепь и подающее сигнал о превышении установленной величины тока, а также отключающие питание при перегрузках и в случае КЗ.
Прибор сравнивает поступающие извне электрические сигналы и, если они не совпадают с его настройками, молниеносно реагирует на них.
Все существующие токовые реле относят к различным типам. Классифицируют их как по конструктивному исполнению, так и по принципу действия.
Схема реле тока
В классическом исполнении схема токового реле включает:
- электромагнитную катушку с сердечником;
- подвижный якорь;
- контакты.
Ток, проходя по катушке, формирует магнитное поле. Это провоцирует намагничивание сердечника, он притягивает якорь, а в результате контакты срабатывают. Так как катушка ТР отличается небольшим числом витков провода, напряжения на ней падает незначительно. Этот момент очень важен по той причине, что по отношению к подконтрольной цепи подключение ТР осуществляют последовательно.
В отдельных приборах ток срабатывания регулируется. В большинстве случаев — за счет перемены натяжки пружины якоря. Иногда установка токового реле, контролирующего большие токи, предусматривает его подключение через трансформатор тока.
Основной параметр токового реле — время срабатывания. У реле контроля максимального тока оно небольшое, составляющее иногда десятки миллисекунд.
Инструкция по подключению реле тока
Принципиальная схема подключения реле контроля тока для приборов разных видов может отличаться. Монтаж устройств типа ЕРР, которые используют в системах РЗА (релейной защиты и автоматики), работающих на переменном токе, состоит из следующих шагов:
- Отключают питание.
- На шине в РЩ устанавливают реле.
- Подсоединяют питание согласно техдокументации.
- Проводят кабель измеряемой линии через сквозной канал подключения реле.
- К соответствующим контактам устройства контроля тока в порядке очереди присоединяют провод питания сигнализации.
- Устанавливают пороговые токовые и временные параметры на шкале тока прибора.
Схема подключения токового реле
Реле тока, которое отключает неприоритетные цепи, если допустимый порог электропотребления превышен, применяют, когда сеть питает минимум двух потребителей, работающих автономно. Когда они подключатся одновременно, используя полный ресурс, реле отключит второстепенную линию, а приоритетная цепь останется в рабочем состоянии.
Краткая инструкция по подключению реле тока этого типа:
- Напряжение подключают к нулевому зажиму и к фазе.
- Неприоритетную цепь подсоединяют к соответствующему зажиму и нулю.
- Приоритетную линию подключают к контакту и нулевому проводу.
Для исключения ложных срабатываний при кратковременном росте величины тока, в тандеме с токовым реле применяют реле времени. Оно задерживает отключение цепи.
Принцип действия реле тока: устройство и назначение
Токовое электромеханическое реле
Что такое реле тока? Такой вопрос часто возникает у студентов и электриков самоучек. Ответ на него достаточно прост, но в учебниках и многих статьях в интернете он содержит огромное количество формул и отсылок к разнообразным законам. В нашей статье мы постараемся объяснить, что это такое, и как оно работает буквально на пальцах.
Содержание
- Устройство реле тока
- Назначение и способы подключения токового реле
- Назначение токового реле
- Схемы подключения токовых реле
- Вывод
Устройство реле тока
Для начала давайте разберем принцип реле тока и его устройство. На данный момент существуют электромагнитные, индукционные и электронные реле.
Мы будем разбирать устройство наиболее распространенных электромагнитных реле. Тем более, что они дают возможность наиболее наглядно понять их принцип работы.
Устройство электромагнитного реле тока
- Начнем с основных элементов любого реле тока. Оно в обязательном порядке имеет магнитопровод. Причем, этот магнитопровод имеет участок с воздушным зазором. Таких зазоров может быть 1, 2 или более — в зависимости от конструкции магнитопровода. На нашем фото таких зазора два.
- На неподвижной части магнитопровода имеется катушка. А подвижная часть магнитопровода закреплена пружиной, которая противодействует соединению двух частей магнитопровода.
Принцип действия электромагнитного токового реле
- При появлении на катушке напряжения, в магнитопроводе наводится ЭДС. Благодаря этому, подвижная и неподвижная части магнитопровода становятся как два магнита, которые хотят соединиться. Не дает им это сделать пружина.
- По мере увеличения тока в катушке, ЭДС будет нарастать. Соответственно, будет нарастать притяжение подвижного и неподвижного участка магнитопровода. При достижении определенного значения силы тока, ЭДС будет настолько велико, что преодолеет противодействие пружины.
- Воздушный зазор между двумя участками магнитопровода начнет сокращаться. Но как говорит инструкция и логика, чем меньше воздушный зазор, тем больше становится сила притяжения, и тем с большей скоростью магнитопроводы соединяются. В результате, процесс коммутации занимает сотые доли секунды.
Существуют токовые реле разных типов исполнения
- К подвижной части магнитопровода жестко прикреплены подвижные контакты. Они замыкаются с неподвижными контактами и сигнализируют, что сила тока на катушке реле достигла установленного значения.
Регулировка тока возврата токового реле
- Для возврата в исходное положение, сила тока в реле должна уменьшиться как на видео. Насколько оно должно уменьшится, зависит от так называемого коэффициента возврата реле.
Назначение и способы подключения токового реле
Реле тока и напряжения, являются основными элементами практически всех основных защит. Поэтому, давайте более детально разберемся с их сферой применения и схемой подключения.
Назначение токового реле
И в первую очередь, давайте разберемся, а зачем собственно говоря нужно это токовое реле? Для ответа на этот вопрос нам следует немного погрузиться в теорию. Но мы постараемся сделать это максимально поверхностно и доступно.
- Любая электроустановка имеет два основных параметра своей работы — это ток и напряжение. Контролируя эти два параметра, можно оценить работоспособность оборудования и вероятные неисправности.
- Реле тока, как несложно догадаться, контролирует ток. И если его уменьшение говорит лишь о снижении нагрузки, то его увеличение в большинстве случаев говорит о серьезных неисправностях. Дабы не рассматривать вопрос более детально, давайте возьмем в качестве примера электродвигатель.
Релейная схема защит электродвигателя
- Электродвигатель имеет номинальный ток, например, 50А. Незначительное увеличение тока, допустим до 55А, сигнализирует о перегрузе. В этом случае, двигатель не должен отключаться немедленно, ведь перегруз может носить временный характер, и согласно ПУЭ, большинство электродвигателей допускается периодически перегружать.
- Но длительный режим работы с повышенным номинальным током может сигнализировать о неисправности механической части или других проблемах. Поэтому, после нагрузки, через определенный промежуток времени, двигатель должен быть отключен.
Схема защиты от перегруза
- Схема реле тока и реле времени позволяет обеспечить такую защиту. При увеличении тока выше номинального значения в 50А, срабатывает токовое реле. Своими контактами оно запускает в работу реле времени, которое отсчитывает допустимое время работы двигателя в перегаженном состоянии. Если за этот период времени токовое реле не отпало, то реле времени срабатывает и отключает электродвигатель.
Обратите внимание! Защита от перегруза должна быть отстроена от времени пуска двигателя. Как известно, при пуске пусковой ток может доходить до десятикратного номинального (обычно пяти- или шестикратное). Поэтому, для исключения ложного срабатывания защиты от перегруза, время срабатывания реле времени должно быть больше времени разворота двигателя.
Токовая отсечка
- Теперь возьмем другую ситуацию. На нашем двигателе происходит короткое замыкание. Его необходимо отключить в максимально сжатые сроки. Короткое замыкание характеризуется резким возрастанием тока. В зависимости от вида короткого замыкания, эти токи могут превышать значения 10-кратного номинального значения.
- Исходя из этого, нам нужно поставить реле тока, схема которого будет реагировать на такой ток, и сразу же отключать его. Такую защиту называют токовой отсечкой. Когда защита мгновенно отключает электрооборудование при достижении определенного значения тока.
Токовые реле с выдержкой времени
- Но бывают короткие замыкания, которые имеют не такие большие токи. В этом случае, реле тока и схема его подключения несколько изменяется. Ее принцип действия похож на защиту от перегруза, только чем больше ток, тем быстрее она отключит наш электродвигатель. Достигается это за счет объединения в одном устройстве и реле времени и тока. Такая защита называется максимальной токовой.
Токовые защиты, встроенные в выключатель
- Существуют так же защиты от однофазных замыканий на землю, защиты от токов обратной последовательности, дифференциальные защиты, дистанционные защиты и множество других релейных схем, которые используют реле тока.
Но это уже более специфические защиты, которые требуют более глубоко понимания процессов. Поэтому в нашей статье мы не будем их рассматривать.
Схемы подключения токовых реле
Разобрав устройство и назначение реле тока, можно перейти к вопросу их подключения. Существует два основных варианта – непосредственно или через трансформатор тока.
Давайте рассмотрим каждый из этих вариантов:
- Непосредственно могут подключаться реле к электроустановкам напряжением до 1000В. Это связано с тем, что при большем напряжении размеры реле пришлось бы значительно увеличивать для обеспечения соответствующей изоляции и протекания больших токов. А из-за этого увеличилась бы и цена реле.
Непосредственное подключение токового реле
- Потребители до 1000В обычно не самые ответственные, поэтому защита реализуется на одной или двух фазах. Но возможен вариант реализации защит и на всех трех фазах. Для этого просто последовательно с нагрузкой включается катушка токового реле на одной или нескольких фазах.
Токовое реле
- Многие токовые реле содержат две катушки. Для них может применяться последовательное или параллельное соединение обмоток реле тока. Это необходимо для изменения пределов срабатывания реле.
- В качестве примера, возьмем реле РТ 40. При параллельном подключении катушек, ток срабатывания варьирует в пределах 0,1 – 100А. При последовательном подключении обмоток, предел срабатывания можно регулировать в пределах 0,2 – 200А.
Обратите внимание! Если вам необходим предел срабатывания в 0,1 – 100А, то в принципе вы можете вовсе не подключать вторую обмотку.
Трансформатор тока 6 – 10кВ
Трансформатор тока 110кВ и выше
- Значительно чаще, электрические схемы соединения реле тока предполагают использование трансформаторов тока. Эти устройства позволяют преобразовать любой ток до значений в 1 или 5 А.
Схема подключения реле тока через трансформатор тока
- Такие потребители обычно относятся к ответственным, поэтому токовые защиты реализуются по каждой фазе. Принцип подключения прост. Катушка реле просто подключаются к выводам трансформатора тока.
Внимание! Но тут следует помнить, что трансформаторы тока и вся вторичная коммутация работают в режиме близком к короткому замыканию. Поэтому разкорачивание таких цепей чревато повреждением трансформатора тока, а также серьезными последствиями для человека. Поэтому прежде чем выполнять какие-либо переключения в токовых цепях их следует закоротить перемычкой. Или же производить переключения на электрооборудовании, выведенном в ремонт.
Вывод
Реле тока и электрическая схема его подключения имеет множество нюансов. Если вдаваться в каждый, то получится полноценный учебник. Наша же цель была дать вам общие представления о данном реле максимально доступным языком. Поэтому некоторые вопросы в нашей статье раскрыты не полностью или же упрощенно. Более детально по каждому аспекту следует разбираться, исходя из существующих условий.
Что такое реле тока?
Последнее обновление: 3 сентября 2019 г.
Что означает текущее реле?
Реле тока представляет собой тип электромагнитного переключателя, используемого в составе систем управления электрооборудованием. Эти реле обычно используются в качестве датчиков (датчиков тока/реле контроля) для контроля протекания тока в промышленном и другом оборудовании, чувствительном к безопасности. В таком оборудовании используются реле тока для предотвращения сбоев из-за чрезмерного или недостаточного количества электрического тока («сверхток» и «пониженный ток» соответственно).
Если через машину, оснащенную реле тока, протекает слишком большой ток, реле активируется, отключая или иным образом изменяя количество энергии, проходящей через цепь или цепи, к которым подключено реле. Это снижает количество тока, которому разрешено проходить через систему. Та же функциональность может быть предоставлена машинам или другим электрическим устройствам для предотвращения повреждений из-за пониженного тока.
Реле тока можно использовать для установок как переменного, так и постоянного тока, а их способность предотвращать отказы оборудования из-за перегрузки по току и пониженного тока делает их эффективным средством контроля опасностей на рабочих местах, где неисправность оборудования может привести к травме.
Safeopedia объясняет Реле тока
Реле тока является важной частью электробезопасности. Отказ электрической системы может поставить под угрозу здоровье и безопасность работников, если он приводит к небезопасному поведению машины или оборудования или если поврежденная система работала как средство контроля опасности. Процессы, необходимые для ремонта машины, поврежденной недостаточным или сверхтоком, также могут подвергать рабочих дополнительным опасностям.
Реле тока обеспечивает эффективный способ защиты оборудования, поскольку его действие полностью зависит от силы тока, который оно контролирует. В классическом реле тока используется электромагнит, который активируется наличием определенного количества тока, протекающего через контролируемую им систему.
В случаях, когда через часть оборудования протекает слишком большой ток, электромагнитное поле, создаваемое током, становится достаточно сильным, чтобы активировать реле максимального тока. Это приведет к тому, что реле включится и выполнит любую функцию, для которой оно предназначено, чтобы предотвратить повреждение оборудования. Наоборот, низкий ток (пониженный ток) через цепь приведет к небольшому электромагнитному полю. Это уменьшает силу электромагнита реле тока, вызывая отключение цепи и, в свою очередь, деактивацию части оборудования, подверженной опасности пониженного тока.
Поскольку реле работают, реагируя на электромагнитное поле, создаваемое системой, которую они контролируют, на самом деле их не нужно интегрировать в конкретную цепь, которую они контролируют. Например, реле максимального тока часто используются в качестве типа защитного реле, и они функционируют, отключая автоматический выключатель, когда они активируются наличием слишком высоких токов. Стандарты качества, которым должен соответствовать этот тип реле защиты, предписываются рядом различных согласованных стандартов, таких как ANSI 50 и 51.
Реклама
Поделись этим термином
Реклама
Связанные термины
- Электробезопасность
- Мониторинг безопасности
- Отказ оборудования
- Устройство защитного отключения
- Прерыватель цепи замыкания на землю
- Ампер
- Устройство защиты от перегрузки по току
- Американский калибр проволоки
Похожие материалы
- Берегите себя и празднуйте Месяц электробезопасности
- Выявление, проверка и соблюдение требований: 3 основы успешной программы электробезопасности
- 7 главных опасностей поражения электрическим током и способы их предотвращения
- Советы по безопасности на складе для вилочных погрузчиков
- Поделись своей историей: Айк Айгбоган
- Зачем вам нужна система управления безопасностью (SMS)?
Теги
Оборудование для обеспечения безопасностиПередовые практикиТехнологическая безопасностьЭлектробезопасностьАктуальные статьи
Знаки безопасности
Символы безопасности и их значение
СИЗ
12 типов перчаток для защиты рук (и как правильно выбрать)
Программы EHS
Все, что вам нужно знать, чтобы написать эффективное заявление о политике охраны труда
Защита органов слуха
A Primer Noise Reduction Rating (NRR)
Основы токовых реле
Ряд производственных и производственных процессов зависит от токовых реле, обеспечивающих плавную регулировку уставки тока срабатывания. Они способны защитить механическое оборудование от заклинивания или других условий перегрузки, которые приводят к измеримому увеличению тока двигателя. Функционально они определяют текущие уровни и обеспечивают выходной сигнал при достижении заданного текущего уровня. Реле измерения тока используются для:
- Сигнализируйте условия сильного тока, такие как засорение кофемолки.
- Определите условия слабого тока, например насос, который столкнулся с состоянием низкого уровня воды. Определить ток, потребляемый двигателем, для подачи тока на программируемый логический контроллер (ПЛК).
Чтобы удовлетворить уникальные требования разнообразных приложений, в настоящее время дизайнерам, установщикам и специалистам по техническому обслуживанию доступен широкий спектр устройств и опций, в том числе подключаемые устройства, устанавливаемые на основании, монтируемые на DIN-рейку и кольцевые. . Эти типы устройств предлагают следующие возможности:
- Измерение как переменного, так и постоянного тока — от миллиампер до нескольких ампер.
- Измерение тысяч ампер переменного тока с помощью трансформатора тока (ТТ).
- Текущие заданные значения могут быть фиксированными или регулируемыми.
- Вход переменного или постоянного тока.
- Аналоговый выход — напряжение или ток — или замыкание контактов.
- Автономные или замкнутые блоки питания.
- Фиксированные или регулируемые внутренние временные задержки.
Защита оборудования от перегрузки по току
Дробилки бывают нескольких видов и используются для измельчения материалов. Типичные области применения включают измельчение древесины, а также дробление породы, угля и других полезных ископаемых. У них есть электродвигатели, рассчитанные на мощность дробилки. Материал к ним обычно подается конвейером со скоростью, обеспечивающей максимальную производительность и исключающей перегрузку. В случае перегрузки дробилка может заглохнуть и заклинить, что приведет к значительному простою для очистки дробилки от материала и возвращения ее в работу.
Реле тока с уставкой максимального тока обеспечивает защиту и расширенные функциональные возможности оборудования, которое в противном случае может быть перегружено. Схема в Рис. 1 ниже иллюстрирует электрическую схему для выполнения этой конструкции.
Рис. 1. Реле тока с уставкой перегрузки по току обеспечивает защиту и расширенные функциональные возможности данного оборудования для дробления породы.
Материал подается в дробилку подающим конвейером, что может привести к перегрузке дробилки избыточным материалом. Реле перегрузки пускателя дробилки можно использовать для защиты двигателя от перегрузки, но это действие окажется неэффективным. Реле перегрузки отключало бы стартер, после чего персоналу приходилось сначала ждать, пока реле перегрузки остынет, затем сбрасывать реле перегрузки и, наконец, перезапускать двигатель. Кроме того, срабатывание реле приведет к остановке дробилки с полной загрузкой материала, что приведет к потере производственного времени, необходимого для удаления материала из дробилки.
Реле измерения тока (CR) может улучшить работу дробилки. В этом случае при перегрузке двигателя дробилки происходит превышение уставки КР, и 2М (пускатель подающего конвейера) временно обесточивается. Когда дробилка перерабатывает материал, текущий уровень падает, и CR перезапускает питающий конвейер. В эту схему управления иногда включается регулируемое реле задержки времени, чтобы отложить повторный запуск и позволить материалу быть очищенным от дробилки. Задержка времени может быть включена в реле максимального тока или как отдельное устройство. Эту же схему можно использовать и для других приложений. Уголь необходимо промыть, прежде чем его можно будет измельчить и сжечь. После стирки его необходимо высушить. Для этой цели можно использовать центрифугу (аналогичную стиральной машине в цикле отжима и сушки). Реле тока может контролировать ток центрифуги, чтобы предотвратить перегрузку.
Защита оборудования от подводных течений
Кавитация — это разрушительное состояние, вызванное наличием пузырьков, которые образуются, когда центробежный насос или вертикальный турбинный насос работает с низким уровнем жидкости. Пузырьки образуются, а затем лопаются, что приводит к точечной коррозии и разрушению крыльчатки. Реле измерения тока в цепи может предотвратить это ( рис. 2 ниже).
Рис. 2. Токочувствительное реле в этой электрической цепи водяного насоса предотвращает работу насоса при слишком низком уровне воды.
Когда насос работает с затопленным всасыванием и жидкость полностью перекрывает его вход, двигатель насоса потребляет нормальный рабочий ток. С другой стороны, если уровень жидкости падает ниже входного отверстия, двигатель насоса будет потреблять меньше тока. Схема на рис. 2 работает следующим образом:
- Кнопка пуска нажата, что приводит к включению стартера М.
- Одновременно начинается отсчет времени задержки TD.
- Поскольку CR является реле минимального тока, его контакт не будет замкнут при первоначальном запуске двигателя.
- TD используется для короткого замыкания нормально разомкнутого контакта CR во время пуска.
- Реле тока CR срабатывает, когда ток двигателя превышает уставку низкого тока.
- Нормально замкнутый контакт TD размыкается после истечения времени TD, позволяя CR защитить насос от ситуации с низким уровнем жидкости.
- Когда ток двигателя падает ниже уставки, контакты CR размыкаются и обесточивают M.
Обратите внимание, что насос не перезапустится автоматически, так как перед перезапуском оператор должен убедиться, что имеется достаточное количество жидкости.
Этот контур можно использовать для насосов в стационарных местах, таких как высокопроизводительные насосы, используемые для заполнения водонапорной башни, или там, где колодезные насосы используются для откачки воды из карьеров в угольных шахтах или карьерах. В последнем случае насосы обычно не обслуживаются. Когда уровень воды в яме падает из-за действия насоса, насос отключается. Сотрудник периодически осматривает насосы, чтобы проверить их состояние.
Предотвращение отключения электроэнергии из-за замыкания на землю
Замыкания на землю способствуют простоям на промышленных предприятиях, особенно дальше от сервисного оборудования и ближе к месту использования. В то время как защита от замыканий на землю требуется согласно гл. 230,95 стандарта NEC 2011 года для надежно заземленных сетей “звезда” с напряжением более 150 В относительно земли, но не более 600 В между фазами (мы знаем их как системы 480/277 В), защита от замыканий на землю после этой точки не требуется. (кроме медицинских учреждений). Максимальное значение не может превышать 1200 А, а максимальное время задержки не может превышать 90 179. 1 сек. для токов замыкания на землю более 3000А.
Защита от замыканий на землю устанавливается для предотвращения дуговых замыканий на землю. В то время как защита от замыканий на землю только на главном выключателе обеспечивает максимальную защиту электрической системы, вся электрическая система здания может быть отключена из-за короткого замыкания на землю, что не способствует эффективному производству. Многочисленные крупные системы были отключены из-за замыкания на землю, вызванного тем, что электрик непреднамеренно заземлил выключатель света во время работы, что вызывает два предостережения:
- Обесточьте цепи перед выполнением работ.
- Отрегулируйте системы защиты от замыканий на землю при установке оборудования. Производители отгружают оборудование с минимальными настройками.
Лучшим выбором может быть обеспечение низкоуровневой защиты от замыканий на землю как для отдельных двигателей, так и для главного выключателя. На Рисунке 3 ниже показан простой пример этой концепции дизайна.
Рис. 3. В этом типе электрической схемы как двигатели низкого уровня, так и главный выключатель оснащены защитой от замыкания на землю.
В этом примере главный выключатель содержит в своем расцепителе защиту от замыканий на землю. Защита от замыкания на землю теперь также добавлена к двигателю. Обратите внимание, что три провода двигателя проходят через окно GFCT, трансформатора тока в форме пончика. Некоторые реле защиты от замыканий на землю включают в свою конструкцию ТТ, в то время как другие могут устанавливать его отдельно, особенно для больших проводов двигателя.
GFCT работает как детектор замыкания на землю нулевой последовательности. ТТ нулевой последовательности работает путем алгебраического суммирования токов через его сердечник; то есть весь ток, протекающий через сердечник, также должен возвращаться через сердечник. Если на одном из проводников происходит замыкание на землю, часть тока возвращается к источнику по пути заземления. Разница будет обнаружена реле замыкания на землю (GFR), которое будет иметь заданное значение. Если ток превышает уставку, контакты GFR на линии 1 размыкаются, обесточивая пускатель М и останавливая двигатель. При запуске некоторые большие двигатели могут индуцировать временный ток замыкания на землю в электрической системе во время пускового скачка напряжения. Реле защиты от замыканий на землю может иметь временную задержку для предотвращения срабатывания в течение этого периода.
Трансформаторы тока
Трансформаторы тока (ТТ) — это специальные трансформаторы, которые изменяют ток с одного уровня на другой для целей контроля или измерения. Обычно они имеют одновитковую первичную обмотку. Кабель, ток которого необходимо измерить, пропускается через окно, которое является основным витком. Вторичное подключение осуществляется на винтовых клеммах.
Коэффициенты понижения тока ТТ представлены следующим образом — первичный ток: вторичный ток. Примером может служить трансформатор тока с первичным током 1200 А и вторичным током 5 А. Его соотношение будет 1200:5. Вторичный ток 5А – это обычный вторичный ток. Некоторые вторичные токи составляют 1 А, но это не является обычным явлением.
Вторичная обмотка трансформатора тока никогда не должна быть разомкнута, когда ток протекает через первичную обмотку. Могут генерироваться высокие напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции и последующее разрушение трансформатора тока или травму пользователя. Вместо этого вторичная обмотка должна быть закорочена. Часто применяют специальные закорачивающие блоки, на которых заделываются выводы ТТ и нагрузки — реле или счетчика.