Princip činnosti proudového relé: zařízení a účel

Elektromechanické proudové relé

Co je to proudové relé? Taková otázka často vzniká mezi studenty a elektrotechniky. Odpověď je poměrně jednoduchá, ale v učebnicích a mnoha článcích na internetu obsahuje obrovské množství vzorců a odkazů na různé zákony. V našem článku se pokusíme vysvětlit, co to je a jak to funguje doslova na prstech.

Proudové reléové zařízení

Nejprve se podívejme na princip proudového relé a jeho zařízení. V současné době existují elektromagnetická, indukční a elektronická relé.

Budeme rozebírat zařízení nejběžnějších elektromagnetických relé. Navíc poskytují příležitost k nejjasnějšímu pochopení jejich principu fungování.

Elektromagnetické reléové relé

• Začněme se základními prvky jakéhokoliv proudového relé. Má nutně magnetické jádro. Toto magnetické jádro má navíc oblast se vzduchovou mezerou. V závislosti na konstrukci magnetického obvodu může existovat 1, 2 nebo více takových mezer. Na naší fotografii jsou dvě takové mezery.
• Na pevné části magnetického obvodu je cívka. A pohyblivá část magnetického obvodu je upevněna pružinou, která působí proti spojení obou částí magnetického obvodu.

Princip činnosti elektromagnetického proudového relé

• Když se na cívce objeví napětí, v magnetickém obvodu se indukuje EMF. Díky tomu se pohyblivé a stacionární části magnetického obvodu stávají jako dva magnety, které se chtějí připojit. Jaro jim to neumožňuje.
• Jak se proud v cívce zvyšuje, emf se zvýší. Proto se zvýší přitažlivost pohyblivého a pevného úseku magnetického obvodu. Když se dosáhne určité hodnoty proudové pevnosti, EMF bude tak vysoká, že překoná odpor pružiny.
• Vzduchová mezera mezi oběma částmi magnetického obvodu začne klesat. Ale jak říká instrukce a logika, čím menší je vzduchová mezera, tím větší je přitažlivá síla a čím rychleji jsou magnetická jádra spojena. V důsledku toho trvá proces přepínání setin sekundy.

Existují proudová relé různých typů výkonů

• Pohyblivé kontakty jsou pevně připevněny k pohyblivé části magnetického obvodu. Uzavírají se pevnými kontakty a signalizují, že proud na cívce relé dosáhl nastavené hodnoty.

Nastavení aktuálního aktuálního proudu

• Chcete-li se vrátit do původní polohy, proud v relé by se měl snížit jako ve videu. Kolik by mělo klesat závisí na tzv. Návratovém koeficientu relé.

Záleží na konstrukci a může být také individuálně přizpůsobeno pro každé relé kvůli napětí nebo oslabení pružiny. Je to docela možné udělat sám.

Účel a metody připojení proudového relé

Relé proudu a napětí jsou hlavními prvky téměř všech základních ochran. Podívejme se tedy blíže na jejich rozsah a schéma zapojení.

Účel proudového relé

A především, podívejme se, ale proč vlastně potřebujeme toto aktuální relé? Abychom na tuto otázku odpověděli, měli bychom se ponořit do teorie. Pokusíme se to však učinit tak povrchním a dostupným, jak je to jen možné.

• Každá elektrická instalace má dva hlavní parametry své práce - to je proud a napětí. Ovládáním těchto dvou parametrů je možné posoudit výkon zařízení a případné poruchy.
• Proudové relé, jak můžete hádat, řídí proud. A pokud jeho pokles hovoří pouze o snížení zátěže, pak jeho nárůst ve většině případů naznačuje vážnou poruchu. Abychom problém nebrali podrobněji, vezmeme jako příklad elektromotor.

Ochranný obvod reléového motoru

• Motor má jmenovitý proud, například 50A. Mírné zvýšení proudu, například až 55A, signalizuje přetížení. V tomto případě by motor neměl být okamžitě vypnut, protože přetížení může být dočasné a podle EI může být většina elektromotorů periodicky přetížena.
• Nepřetržitý provoz s vyšším jmenovitým proudem však může signalizovat mechanické poruchy nebo jiné problémy. Proto musí být motor po zatížení po určité době vypnut.

Ochrana proti přetížení

• Taková ochrana je zajištěna obvody proudového a časového relé. Když se proud zvýší nad jmenovitou hodnotu 50A, aktivuje se proudové relé. Se svými kontakty spouští časové relé, které počítá přípustnou provozní dobu motoru v kaleném stavu. Pokud během této doby proudové relé nezmizí, aktivuje se časové relé a vypne elektromotor.

Věnujte pozornost! Ochrana proti přetížení musí být přestavěna od okamžiku nastartování motoru. Jak víte, při rozběhu může startovací proud dosáhnout až desetinásobku nominální hodnoty (obvykle pětkrát nebo šestkrát). Aby se zabránilo falešnému spuštění ochrany proti přetížení, musí být časové zpoždění delší než doba zpětného chodu motoru.

Aktuální cutoff

• Vezměme si další situaci . Na motoru je zkrat. Musí být co nejdříve zakázán. Zkrat se vyznačuje prudkým nárůstem proudu. V závislosti na typu zkratu mohou tyto proudy překročit desetinásobek jmenovité hodnoty.
• Na základě toho musíme dát proudové relé, jehož obvod bude reagovat na takový proud, a okamžitě ho vypnout. Taková ochrana se nazývá proudové omezení. Když ochrana okamžitě vypne elektrické zařízení, když je dosaženo určité hodnoty proudu.

Relé s časovým proudem

• Existují však zkraty, které nemají takové velké proudy. V tomto případě se aktuální relé a schéma zapojení poněkud změní. Princip činnosti je podobný ochraně proti přetížení, pouze čím větší je proud, tím rychleji vypne náš elektromotor. Toho je dosaženo kombinací jednoho zařízení a časového relé a proudu. Taková ochrana se nazývá nadproud.

Proudová ochrana zabudovaná do spínače

• Dále je zde ochrana proti jednofázovým zemním poruchám, ochrana před zápornými sekvenčními proudy, diferenciální ochrana, distanční ochrana a mnoho dalších reléových obvodů, které používají proudové relé.

Jedná se však již o specifičtější ochranu, která vyžaduje hlubší pochopení procesů. Proto v našem článku nebudeme uvažovat.

Schémata zapojení proudového relé

Po prozkoumání zařízení a účelu proudového relé můžete přejít na otázku jejich připojení. Existují dvě hlavní možnosti - přímo nebo přes proudový transformátor.

Podívejme se na každou z těchto možností:

• Relé lze připojit přímo k elektrickým instalacím s napětím do 1000V. To je dáno tím, že s vyšším napětím musí být rozměry relé podstatně zvýšeny, aby byla zajištěna odpovídající izolace a tok velkých proudů. A proto by se zvýšila i cena relé.

Přímo připojené proudové relé

• Spotřebitelé do 1000V obvykle nejsou nejzodpovědnější, proto je ochrana implementována v jedné nebo dvou fázích. Je však možné implementovat ochranu ve všech třech fázích. K tomu, jednoduše v sérii se zátěží, se cívka proudového relé aktivuje v jedné nebo několika fázích.

Proudové relé

• Mnoho proudových relé obsahuje dvě cívky. Pro ně lze použít sériové nebo paralelní zapojení vinutí proudového relé. To je nutné pro změnu provozních limitů relé.
• Jako příklad si vezměte relé PT 40. Když jsou cívky zapojeny paralelně, proud odezvy se pohybuje od 0,1 do 100A. Když jsou vinutí zapojena do série, může být provozní limit nastaven v rozsahu 0,2 - 200A.

Věnujte pozornost! Pokud potřebujete limit odezvy 0,1-100A, pak v zásadě nelze připojit druhé vinutí vůbec.

Proudový transformátor 6 - 10kV

Proudový transformátor 110kV a vyšší

• Častěji elektrické obvody pro připojení proudových relé zahrnují použití proudových transformátorů. Tato zařízení umožňují převést libovolný proud na hodnoty 1 nebo 5 A.

Schéma zapojení proudového relé přes proudový transformátor

• Takoví spotřebitelé jsou obvykle považováni za odpovědných, proto je v každé fázi implementována současná ochrana . Princip připojení je jednoduchý. Cívka relé je jednoduše připojena ke svorkám proudového transformátoru.

Pozor! Ale zde je třeba mít na paměti, že proudové transformátory a veškeré sekundární spínání pracují v režimu blízkém zkratu. Rozbití těchto obvodů je tedy spojeno s poškozením proudového transformátoru a vážnými následky pro člověka. Proto by před provedením jakéhokoliv přepínače v proudových okruzích měly být zkratovány propojkou. Nebo se zapnout elektrické zařízení, odvozené z opravy.

Závěr

Proudové relé a elektrický obvod jeho zapojení má mnoho nuancí. Pokud jdete do každého, dostanete plnou učebnici. Naším cílem bylo poskytnout vám všeobecnou představu o tomto relé v nejpřístupnějším jazyce. Proto některé otázky v našem článku nejsou zcela zveřejněny nebo jednoduše. Více podrobností o každém aspektu je třeba chápat na základě stávajících podmínek.