Принципът на работа на токовото реле: устройство и предназначение

Електромеханично реле за ток

Какво е текущо реле? Подобен въпрос често възниква сред студентите и самоучните електротехници. Отговорът е съвсем прост, но в учебниците и много статии в интернет съдържа огромно количество формули и препратки към различни закони. В нашата статия ще се опитаме да обясним какво е то и как работи буквално на пръстите.

Текущо релейно устройство

Първо, нека погледнем принципа на токовото реле и неговото устройство. В момента има електромагнитни, индукционни и електронни релета.

Разглобяваме устройството на най-често използваните електромагнитни релета. Освен това те предоставят възможност за най-ясно разбиране на техния принцип на действие.

Електромагнитно токово реле

• Да започнем с основните елементи на всяко текущо реле. Той задължително има магнитно ядро. Освен това, това магнитно ядро ​​има област с въздушна междина. Може да има 1, 2 или повече такива празнини в зависимост от конструкцията на магнитната верига. На нашата снимка има две такива пропуски.
• На неподвижната част на магнитната верига има намотка. А подвижната част на магнитната верига е фиксирана с пружина, която противодейства на свързването на две части на магнитната верига.

Принципът на работа на електромагнитното реле

• Когато напрежението се появи на бобината, EMF се индуцира в магнитната верига. Поради това движещите се и неподвижни части на магнитната верига стават като два магнита, които искат да се свържат. Пролетта не им позволява да го направят.
• С увеличаването на тока в бобината едфът ще се увеличи. Съответно привличането на подвижния и неподвижен участък на магнитната верига ще се увеличи. Когато се достигне определена стойност на силата на тока, ЕМП ще бъде толкова висока, че ще преодолее съпротивлението на пружината.
• Въздушната междина между двете секции на магнитната верига ще започне да намалява. Но както казва инструкцията и логиката, колкото по-малка е въздушната междина, толкова по-голяма става привлекателната сила и колкото по-бързо се свързват магнитните ядра. В резултат на това процесът на превключване отнема стотни от секундата.

Има текущи релета с различни типове изпълнение

• Движещите се контакти са здраво закрепени към движещата се част на магнитната верига. Те се затварят с фиксирани контакти и сигнализират, че токът на бобината на релето е достигнал зададената стойност.

Текуща настройка на текущата настройка

• За да се върнете в първоначалното си положение, токът в релето трябва да се понижи както във видеото. Колко трябва да намали зависи от така наречения връщащ коефициент на релето.

Тя зависи от дизайна и може да бъде индивидуализирана индивидуално за всяко реле поради напрежението или отслабването на пружината. Напълно е възможно да го направите сами.

Цел и методи за свързване на токовото реле

Релетата за ток и напрежение са основните елементи на почти всички основни защити. Затова нека погледнем по-отблизо техния обхват и схема на свързване.

Предназначение на токовото реле

И на първо място, нека да видим, но защо действително се нуждаят от тази текуща реле? За да отговорим на този въпрос, трябва да се потопим малко в теория. Но ще се опитаме да го направим възможно най-повърхностно и достъпно.

• Всяка електрическа инсталация има два основни параметъра на своята работа - ток и напрежение. Чрез контролиране на тези два параметъра е възможно да се оцени работата на оборудването и възможните неизправности.
• Релето на тока, както можете да предположите, контролира тока. И ако неговото намаление говори само за намаляване на натоварването, тогава увеличаването му в повечето случаи показва сериозна неизправност. За да не разглеждаме въпроса по-подробно, нека вземем за пример електрическия мотор.

Верига за защита на двигателя

• Двигателят има номинален ток, например 50А. Леко увеличение на тока, например до 55А, сигнализира за претоварване. В този случай двигателят не трябва да се изключва незабавно, тъй като претоварването може да бъде временно и според EI повечето електродвигатели могат периодично да се претоварват.
• Но непрекъснатата работа с по-висок номинален ток може да сигнализира за механична повреда или други проблеми. Следователно, след натоварването, след определен период от време, двигателят трябва да бъде изключен.

Защита от претоварване

• Токовата и времевата верига осигуряват такава защита. Когато токът се повиши над номиналната стойност от 50А, ток релето се активира. Със своите контакти той стартира реле за време, което отчита допустимото време на работа на двигателя в състояние на охлаждане. Ако през този период от време токовото реле не изчезне, тогава релето за време се активира и изключва електродвигателя.

Обърнете внимание! Защитата от претоварване трябва да бъде възстановена от момента на стартиране на двигателя. Както знаете, при стартиране, стартовият ток може да достигне до десет пъти номинален (обикновено пет или шест пъти). Следователно, за да се избегне фалшиво задействане на защитата от претоварване, времето закъснение трябва да бъде по-дълго от времето за обръщане на двигателя.

Текущо изключване

• Сега да вземем друга ситуация . На нашия двигател има късо съединение. Тя трябва да бъде изключена възможно най-скоро. Късо съединение се характеризира с рязко увеличаване на тока. В зависимост от вида на късо съединение, тези токове могат да надвишават 10 пъти номиналната стойност.
• Въз основа на това, ние трябва да поставим ток реле, веригата на която ще реагира на такъв ток, и веднага го изключите. Такава защита се нарича текущо прекъсване. Когато защитата незабавно изключва електрическото оборудване, когато се достигне определена токова стойност.

Токови релета за измерване на времето

• Но има къси съединения, които нямат такива големи токове. В този случай текущото реле и неговата електрическа схема се променят до известна степен. Неговият принцип на работа е подобен на защитата от претоварване, само колкото по-голям е токът, толкова по-бързо ще изключи нашия електрически двигател. Това се постига чрез комбиниране в едно устройство и времево реле и ток. Такава защита се нарича свръхток.

Текущата защита е вградена в ключа

• Също така има защита срещу еднофазни заземяващи повреди, защита срещу отрицателни токови последователности, диференциална защита, дистанционна защита и много други релейни вериги, които използват токово реле.

Но това са вече по-специфични защити, които изискват по-дълбоко разбиране на процесите. Затова в нашата статия ние няма да ги разглеждаме.

Диаграми на текущите релейни връзки

След проучване на устройството и целта на текущото реле, можете да отидете на въпроса за тяхната връзка. Има две основни възможности - директно или чрез токов трансформатор.

Нека разгледаме всяка от следните опции:

• Релетата могат да бъдат директно свързани към електрически инсталации с напрежение до 1000V. Това се дължи на факта, че при по-високо напрежение, размерите на релето трябва да бъдат значително увеличени, за да се осигури адекватна изолация и поток на големи токове. И заради това цената на релето също ще се увеличи.

Пряко свързано реле за ток

• Потребителите до 1000V обикновено не са най-отговорните, поради което защитата се осъществява в една или две фази. Но е възможно да се приложи защитата на всичките три фази. За да направите това, просто последователно с товара, намотката на токовото реле се включва на една или няколко фази.

Текущо реле

• Много токови релета съдържат две серпентини. За тях може да се използва последователно или паралелно свързване на намотките на токовото реле. Това е необходимо за промяна на работните граници на релето.
• Като пример, вземете реле PT 40. Когато намотките са свързани паралелно, токът на отговор варира от 0.1 до 100A. Когато намотките са свързани последователно, експлоатационният лимит може да се регулира в диапазона от 0.2 - 200A.

Обърнете внимание! Ако имате нужда от лимит на реакция от 0.1-100A, тогава по принцип не можете да свържете втората намотка изобщо.

Токов трансформатор 6 - 10kV

Токов трансформатор 110kV и повече

• По-често електрическите вериги за свързване на токовите релета включват използването на токови трансформатори. Тези устройства ви позволяват да конвертирате всеки ток до стойности от 1 или 5 A.

Схема на свързване на токовото реле чрез токов трансформатор

• Такива потребители обикновено се считат за отговорни, следователно настоящата защита се прилага във всяка фаза . Принципът на свързване е прост. Бобината на релето се свързва просто към клемите на токовия трансформатор.

Внимание! Но тук трябва да се помни, че токови трансформатори и всички вторични комутатори работят в режим близо до късо съединение. Ето защо счупването на такива вериги е изпълнено с повреда на токовия трансформатор, както и със сериозни последици за хората. Ето защо, преди да направите какъвто и да е превключвател в токови вериги, те трябва да бъдат късо свързани с джъмпер. Или да се включи електрическото оборудване, получено в ремонт.

заключение

Токовото реле и електрическата верига на неговото свързване имат много нюанси. Ако отидете във всеки, ще получите пълен учебник. Нашата цел беше да ви дадем обща представа за това реле на най-достъпния език. Ето защо, някои въпроси в нашата статия не са напълно разкрити или просто. Повече подробности за всеки аспект следва да се разбират въз основа на съществуващите условия.