Нейтральное реле принцип: Принцип работы нейтральных малогабаритных реле — КиберПедия

Принцип работы нейтральных малогабаритных реле — КиберПедия

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА РАБОТЫ НЕЙТРАЛЬНЫХ РЕЛЕ

Цель работы:опытным путем изучить конструкцию и принцип работы нейтрального реле типа НМШ1-1800

Оборудование:Реле НМШ1-1800

Альбом «Реле и трансмиттеры»

Рисунок 1.1 — Конструкция и нумерация контактов реле типа НМШ1-1800

Конструкция

Конструкция нейтрального малогабаритного реле типа НМШ представляет собой

12. Колпак(Прозрачный кожух)

11. Ручка

10.Затяжной винт

6.Основание

 

Электромагнитная система

1.Сердечник

2.Две катушки

3.Г-образное ярмо

4.Якорь с противовесом

 

Контактная система (с указанием контактирующего материала)

7.Фронтовые контакты

8.Общие контакты

9.Тыловые контакты

5.Тяга якоря

 

Пояснение нумерации контактов реле:

объясните цифровые обозначения контактов нейтрального реле типа НМШ :

11 – Первая контактная группа, общий контакт

43 – Четвертая контактная группа, тыловой контакт

72 – Седьмая контактная группа, фронтовой контакт

Первая цифра обозначает: Контактную систему реле. Цифра 1 обозначает наличие восьми контактных групп.

Вторая цифра обозначает: Значение общего сопротивления обмоток постоянному току при последовательном включении катушек

 

Контакты рассчитаны на переключение цепей при токе нагрузки до 2 А.

Выводы от обмоток подключаются к выводам 1-3 и 2-4 (см. рис).

 

При последовательном включении обмоток соединяют перемычкой выводы 2-3, а при параллельном —1-2 и 3-4.

 

Обоснуйте выбор материалов, из которых изготовлены контакты реле: Контакты изготовляют из графита с серебряным наполнением, а общие и тыловыеиз серебра. Сочетание контактов графит-серебро исключает возможность сваривания фронтовых контактов с общими при пропускании по ним тока, в несколько раз превышающего номинальный.

Принцип работы нейтральных малогабаритных реле

При отсутствии тока в обмотках реле якорь под действием силы тяжести противовеса находится в опущенном положении, общие контакты замыкаются с тыловыми. При прохождении тока через об­мотки реле намагничивается сердечник, магнитные силовые линии замыкаются через воздушный зазор и якорь, который притяги­вается к сердечнику. Тяга перемещается вверх, размыкая тыловые и замыкая общие контакты с фронтовыми.

Содержание отчета

1. Эскиз конструкции реле типа НМШ1- 1800

2. Нумерация контактов.

3. Пояснение конструкции реле типа НМШ1-1800.

4. Пояснение принципа работы нейтральных малогабаритных реле.

 

 

Выводо области применения реле типа НМШ.

Получили наибольшее распространение в экс­плуатируемых устройствах железнодорожной автоматики и теле­механики благодаря их простоте и надежности работы. К их до­стоинствам следует отнести возможность одновременного независимого переключения нескольких выходных цепей постоянного тока, что обусловлено наличием раздельных групп контак­тов у этих элементов. При этом выходные цепи оказываются гальванически не связанными одна с другой и с входной цепью.

 

Контрольные вопросы

Почему реле называется нейтральным?

Нейтральные реле не реагируют на направление тока в обмотке (нейтральны к полярности тока). Якорь нейтрального реле притяги­вается, переключая контакты при любой полярности тока в обмот­ках. После выключения тока якорь возвращается в исходное состоя­ние. Таким образом, нейтральное реле является двухпозиционным.

Какова классификация нейтральных реле?

По надежности действия, по роду питающего тока, в зависимости от времени срабатывания.

Каково количество групп контактов у реле типа НМШ1 и место расположения питающих выводов?

Восемь полных контактных групп, выводы питания находятся внизу.

Каково количество групп контактов у реле типа НМШ2 и место расположения питающих выводов?

Четыре полные контактные группы, выводы питания находятся внизу.

Какие основные электрические характеристики проверяются при регулировке реле типа НМШ?

Сопротивление катушки постоянному току Ом, при намотке проводом – 2х1000(ПЭЛ) 2х900(ПЭВ1) в скобках марка провода.

Отпускание якоря, не менее – 6-9В

Полное притяжение якоря, не более – 16В

Напряжение перегрузки – 45В

Номинальное напряжение – 24В

Поясните эрозию контактов.

Искрение контактов, в момент размыкания цепи вызывает перенос металла с одного контакта на другой за счет выделения огромного количества тепла, происходит изменение формы контакта, которое способствует его свариванию.

Требования к реле 1 класса надежности.

К реле I класса надежности относятся реле, у которых возврат якоря при выключении тока в обмотках обеспечивается с максималь­ной гарантией и осуществляется под действием собственного веса (силы тяжести). Реле I класса надежности имеют также следующие дополнительные свойства, обеспечивающие высокую надежность их действия:

— несвариваемость фронтовых контактов, замыкающих наиболее ответственные цепи при возбужденном состоянии реле; для этого фронтовые контакты изготовляют из графита с примесью серебра, а остальные контакты — из серебра;

— надежное контактное нажатие и сравнительно большие меж­контактные расстояния;

— исключение залипания якоря при выключении тока в обмотке реле, что обеспечивается наличием антимагнитных штифтов на якоре

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА РАБОТЫ НЕЙТРАЛЬНЫХ РЕЛЕ

Цель работы:опытным путем изучить конструкцию и принцип работы нейтрального реле типа НМШ1-1800

Оборудование:Реле НМШ1-1800

Альбом «Реле и трансмиттеры»

Рисунок 1.1 — Конструкция и нумерация контактов реле типа НМШ1-1800

Конструкция

Конструкция нейтрального малогабаритного реле типа НМШ представляет собой

12. Колпак(Прозрачный кожух)

11. Ручка

10.Затяжной винт

6.Основание

 

Электромагнитная система

1.Сердечник

2.Две катушки

3.Г-образное ярмо

4.Якорь с противовесом

 

Контактная система (с указанием контактирующего материала)

7.Фронтовые контакты

8.Общие контакты

9.Тыловые контакты

5.Тяга якоря

 

Пояснение нумерации контактов реле:

объясните цифровые обозначения контактов нейтрального реле типа НМШ :

11 – Первая контактная группа, общий контакт

43 – Четвертая контактная группа, тыловой контакт

72 – Седьмая контактная группа, фронтовой контакт

Первая цифра обозначает: Контактную систему реле. Цифра 1 обозначает наличие восьми контактных групп.

Вторая цифра обозначает: Значение общего сопротивления обмоток постоянному току при последовательном включении катушек

 

Контакты рассчитаны на переключение цепей при токе нагрузки до 2 А.

Выводы от обмоток подключаются к выводам 1-3 и 2-4 (см. рис).

 

При последовательном включении обмоток соединяют перемычкой выводы 2-3, а при параллельном —1-2 и 3-4.

 

Обоснуйте выбор материалов, из которых изготовлены контакты реле: Контакты изготовляют из графита с серебряным наполнением, а общие и тыловыеиз серебра. Сочетание контактов графит-серебро исключает возможность сваривания фронтовых контактов с общими при пропускании по ним тока, в несколько раз превышающего номинальный.

Принцип работы нейтральных малогабаритных реле

При отсутствии тока в обмотках реле якорь под действием силы тяжести противовеса находится в опущенном положении, общие контакты замыкаются с тыловыми. При прохождении тока через об­мотки реле намагничивается сердечник, магнитные силовые линии замыкаются через воздушный зазор и якорь, который притяги­вается к сердечнику. Тяга перемещается вверх, размыкая тыловые и замыкая общие контакты с фронтовыми.

Содержание отчета

1. Эскиз конструкции реле типа НМШ1- 1800

2. Нумерация контактов.

3. Пояснение конструкции реле типа НМШ1-1800.

4. Пояснение принципа работы нейтральных малогабаритных реле.

 

 

Выводо области применения реле типа НМШ.

Получили наибольшее распространение в экс­плуатируемых устройствах железнодорожной автоматики и теле­механики благодаря их простоте и надежности работы. К их до­стоинствам следует отнести возможность одновременного независимого переключения нескольких выходных цепей постоянного тока, что обусловлено наличием раздельных групп контак­тов у этих элементов. При этом выходные цепи оказываются гальванически не связанными одна с другой и с входной цепью.

 

Контрольные вопросы

5.2 Принцип действия нейтрального реле постоянного тока

Электромагнитное реле постоянного тока состоит из электромагнита, состоящего из катушки 3 и магнитного сердечника 4, магнитопровода 5, якоря 2 и контактной группы 1 (рис.5.2). Магнитодвижущая сила

F_M электромагнита, по обмотке 3 которого течет постоянный ток I, создает магнитный поток Ф. Он замыкается по сердечнику 4, магнитопроводу 5, якорю 2 и воздушному зазору длиной δ. Уравнение магнитной цепи в этом случае:

, (5.1)

где R_CT – суммарное магнитное сопротивление магнитного магнитопровода, сердечника и ярма;

R_δ – магнитное сопротивление воздушного зазора.

Для большинства конструкций реле R_CT <<R_δ поэтому

. Таким образом, к воздушному зазору прикладывается практически вся магнитодвижущаяся сила электромагнита, под действием которой в зазоре развивается тяговое усилие (сила притяжения), притягивающее якорь 2 к сердечнику электромагнита 4. Под действием силы притяжения, которая должна быть больше сил сопротивления контактных и возвратных пружин, якорь притягивается к сердечнику, замыкая контактную группу (реле срабатывает). Если прекратить протекание тока через электромагнит, то под действием упругих сил контактных и возвратных пружин, якорь возвращается в исходное положение и контактная группа размыкается (реле выключается).

Поскольку сила притяжения F_ПР прямо пропорциональна квадрату тока I, текущего через электромагнит:

, (5.2)

то она не зависит от направления тока.

Здесь: w — число витков катушки электромагнита;

S_П — площадь взаимного перекрытия стержня и якоря.

5.3 Принцип действия нейтрального реле переменного тока

Для уменьшения потерь магнитопровод 5, якорь 2 и сердечник 4 реле переменного тока набирают из отдельных пластин электротехнической стали (рис.5.3). Если к электромагниту подвести переменное напряжение, то в момент перехода тока через нуль сила притяжения якоря электромагнита становится равной нулю. Якорь под действием возвратной пружины 6 отходит от сердечника, а затем снова притягивается (реле дребезжит). Для устранения таких вибраций подвижной системы на стержне электромагнита около воздушного зазора делается паз, в который вкладывается короткозамкнутый виток 7. Виток охватывает от 0,5 до 0,8 площади торца стержня.

Магнитный поток созданный обмоткой электромагнита 3, разветвляется на две составляющиеФ₁′ и Ф₁″, замыкающиеся через обе части сердечника. Магнитный поток Ф₁″, пересекая короткозамкнутый виток, наводит в нем э.д.с. самоиндукции е_В, которая вызывает ток I_B, отстающий от е_В на угол, близкий к 90⁰. Ток I_B вызывает совпадающий с ним по направлению магнитный поток Ф_В. Таким образом, на участке магнитопровода результирующий магнитный поток Ф_В равен векторной сумме магнитных потоков Ф₁′ и Ф_В (рис.5.3 б). Согласно векторной диаграмме между потоками Ф₁′ и Ф₂ существует фазовый сдвиг и, следовательно, результирующий магнитный поток в сердечнике Ф_Σ никогда не достигает нулевого значения. Минимальный магнитный поток Ф_Σ выбирается всегда такой величины, чтобы сила притяжения, создаваемая этим потоком, была достаточна для удержания якоря.

В реле переменного тока вибрации подвижной системы могут быть устранены созданием нескольких магнитных потоков, сдвинутых по фазе друг относительно друга, или увеличением массы подвижной системы.

Электромагнитное реле, что это такое, какой принцип действия?

Благодаря открытию электромагнетизма в 18 веке, совсем скоро появилось электромагнитное реле, без которого сегодня не обходится практически не один автоматический электроприбор.

Устройство прочно закрепилось в нашей жизни и нашло применение во многих сферах электротехники, свое широкое примените оно нашло в системах автоматики, различных электроприборах, в защитных системах и во многих других полезных вещах.

Что такое электромагнитное реле

Это электромеханическое коммутационное устройство, основанное на принципе электромагнитной силы. При подаче электричества, внутри него образуется магнитное поле, благодаря которому, с помощью специального механизма происходит замыкание или размыкание коммутируемой электрической цепи.

Проще говоря, это устройство для управления другой электрической цепью, выполняющее управление через замыкание и размыкание контактов. Бывают реле постоянного и переменного тока, постоянного тока подразделяются на поляризованные и нейтральные, каждое из них предназначено для своих целей. Более подробно обо всем далее.

Конструкция и устройство

Конструкция состоит из трех главных частей, основным элементом которой является электромагнитная медная катушка с закрепленным внутри ферритовым сердечником (соленоидом), выполняющая роль электромагнита, закрепленная на неподвижной площадке – ярмо.

Вторая часть называется якорь, являющая металлической пластиной с контактной площадкой на конце, в разомкнутом положении удерживающейся пружиной. Контактная часть реле является исполнительным изолированным органом, при перемещении которого контакты замыкаются или размыкаются.

Бывают однопарные, двуполярные, многопарные, исходно замкнутые (NC) или разомкнутые (NO).

Три основные элемента:

1. Первичный или воспринимающий элемент (катушка с сердечником) – воспринимает электричество и преобразует его в магнитное поле.
2. Промежуточный, подвижный элемент (якорь) – в результате появления магнитного поля возникает ЭДС, изменяющая положение якоря или механического привода механизма, который служит для замыкания контактов.
3. Исполнительный орган (нормально замкнутый контакт или разомкнутый) – воздействует на другую электрическую схему включая или отключая ее.

Принцип работы

При подаче напряжения на обмотку катушки создается ЭДС, сила магнитного поля притягивает якорь с исходного положения, преодолевая усилие пружины, удерживающей якорь, тем самым замыкая контакт управляющей цепи.

В зависимости от конструкции реле, якорь замыкает или размыкает эклектическую цепь. После прекращения подачи электричества магнитное поле исчезает и якорь возвращается в свое обратное положение обратным сжатием пружины.

Сама катушка соленоид, в зависимости от количества витков проволоки, может срабатывать на разную силу тока, маркировка обычно указана на корпусе.

Примечание. УЗО представляет из себя обычное размыкающееся реле.

Виды реле

Помимо электромагнитных устройств, сегодня существует большое количество видов реле различного назначения и отличного принципа действия, использующихся для управления системами защиты от перепадов напряжения в бесперебойных системах защиты, автоматических приборах, интегральных электросхемах. К таким типам относятся:

1. Электронные, в качестве ключа используется резистор, не щелкает при переключении
2. Электротепловые
3. Герконовые
4. Времени
5. Приорита
6. Твердотельные – отсутствует соленоид, роль якоря выполняет мощный симистор или тиристор
7. Индукционные
8. Световые (совместно с датчиком света)

Также их следует различать по виду входящего сигнала, в зависимости от конструкции включение и выключение может происходить под воздействием:

1. Напряжения
2. Частоты электрической цепи
3. Изменения мощности
4. Света
5. Температуры
6. Давления
7. Звука
8. Давления газа

Плюсы и минусы

Как и у любого элемента, у реле есть свои преимущества и недостатки, тем не менее несмотря на минусы, в некоторых случаях без применения эти устройств просто не обойтись.

Плюсы

1. Простая конструкция
2. Легко ремонтируется, всегда можно разобрать чтобы подчистить контакты, заменить отдельные элементы
3. Низкое сопротивление на контактах

---

Минусы

1. Ограниченный ресурс, так как используются механические элементы
2. Контакты иногда обгорают
3. Низкая скорость при срабатывании в отличие от полупроводниковых элементов, механическое устройство в сто раз медленнее электронного, но при этом скорость срабатывания все равно достаточно велика
4. Возможно дребезжание контактов при недостаточном напряжении на катушке
5. Щелчки при переключении

Реле постоянного и переменного тока, чем они отличаются

Существуют реле, способные получать входящий сигнал не только от постоянного тока, но и от переменного. Такое решение позволяет применить его практически во всех видах электросети, не только 5 – 12 вольт, например, в автомобиле, но и в энергетических установках от 220В, 380В, рассчитанных на сотни ампер переменного тока и даже выше.

Реле постоянного тока

Реле работает стандартным способом. Подаваемый ток создает электромагнитное поле внутри соленоида, смещает якорь, тем самым размыкает или замыкает цепь.

Подразделяются на поляризованные и нейтральные. Отличаются они тем, что поляризованные срабатывают в однополярной сети. Нейтральные срабатывают независимо от направления полярности.

Реле переменного тока

Реле данного вида используются в сети переменного тока от 220в и работают немного иначе от постоянного. В сердечнике соленоида есть небольшая прорезь, разделяющая его на две части, одна из которых экранирована. При возникновении магнитного потока, одна его часть проходит через экранированную часть якоря, другая часть проходит на прямую.

Благодаря такому решению один из разделенных магнитных потоков в сердечнике немного отстаёт по фазе от другого, в результате чего не возникает перехода через ноль и дребезжание контакта, соответственно, притягивающее усилие сердечника постоянно и достаточное, чтобы удержать притянутый якорь, в этом и есть основное отличие.

Важно! Независимо от вида элемента, на управляемой цепи может коммутироваться постоянный и переменный ток. Все характеристики обычно указываются на корпусе.

Где используется и как выбрать электромагнитное реле

Сложно в это поверить, но самое простое реле стало причиной быстрого развития компьютеров и компьютерной техники и вот почему: в нем бывает два состояния вкл/выкл, а именно эти два состояния схожи с двоичным кодом транзисторов процессора.

Также это простое устройство нашло широкое применение в промышленности, в транспорте, в бытовом оборудовании, энергетики, космонавтике, медицине и.т.д. С ним мы сталкиваемся ежедневно, но не замечаем этого. Например, в ИБП или стабилизаторе напряжения, мгновенно реагирующим на перепады напряжения.

Справочник по слаботочным электрическим реле 3-е издание – скачать

Как расшифровывается vdc, vac и что означают значения на корпусе реле

Как мы выяснили ранее, реле — это специальное исполнительное устройство коммутирующее различные направления электрической цепи. Обозначение VDC на корпусе означает максимальную нагрузку: DC –постоянный ток, V– вольтаж (12V). VAC на корпусе означает V-вольты, AC – переменный ток. Например 12А/35VAC.

Основными параметрами реле являются: напряжение питания соленоида, максимально допустимый ток и напряжение через контакты, эти параметры указаны на корпусе.

Более подробнее об электромеханических реле, высокочастотных, для авто и других можете ознакомиться в нашем каталоге – ссылка на каталог

Схемы подключения

Схем подключения реле, как и самих его видов, большое количество. Для общего понимания представляем самые популярные схемы использования в различных устройствах. Задавайте ваши вопросы в комментариях, благодаря вам мы постараемся расширить этот список более подробно.

Рисунок 1 – общая схема подключения

Рисунок 2 – схема подключения реле поворотника в авто

На рисунке 3 показана схема подключения реле ардуино

Как обозначается реле на принципиальной схеме

Электромагнитное реле по сути является электромагнитом с замком и несколькими группами контактов. Соленоид изображается в форме прямоугольника с линиями выводов. Якорь показывается перпендикулярной прерывистой прямой к выводам от узкой стороны прямоугольника.

Контактная группа изображается в форме ключей из прямых линий. Внутри прямоугольника могут быть изображены буквенные или численные значения.

Что такое реле времени, для чего нужно и где используется

Это устройство, предназначенное для включения и выключения электрической цепи в автоматическом режиме, через определенный интервал времени, используется в электротехнике и чаще в быту. По принципу работы разделяются на следующие виды:

1. Электромагнитные
2. Пневматические
3. С часовым механизмом
4. Моторные
5. Электронные

В электротехнике также существуют интервальные реле, они используются для создания интервального включения цепи с определенной выдержкой по времени после заданного сигнала, когда необходимо выполнить включение с интервалом после включения или выключения.

Бытовые приборы бывают механические и электронные. Сегодня на рынке чаще можно встретить электронные устройства с большим набором функций. Конструкция представляет из себя простую схему с магнитной катушкой и контактной группой, основным отличием от других устройств, является встроенная интегральная схема, управляющая питанием катушки.

В механических приборах интегральную схему заменяет специальный механизм, напоминающий вращающийся диск. За счет вращения диска и перемещения на нем специальных рисок происходит включение или отключение цепи в определенное время.

Реле времени невероятно полезное устройство, нашедшее свое применение во многих сферах жизни, активно применяется для управления питанием электрических приборов от 220В, управлением духовых шкафов, теплых полов, стиральных машин, отопления и систем кондиционирования.

Например, когда необходимо включить электропитание водяного насоса на даче для набора воды без вашего участия и вовремя отключить, чтобы уберечь его от сухого хода. Или полностью обесточить электросеть в определённые часы с целью сбережения электроэнергии.

Как проверить реле на работоспособность

Проверить на работоспособность достаточно просто, для этого нужно посмотреть на корпусе какое номинальное напряжение для этой модели. Если это 12В, достаточно подключить блок питания к контактам, если при срабатывании появляются характерные щелчки, это свидетельствует об исправном состоянии.

Если щелчков нет, возможно неверно соблюдена полярность или недостаточное напряжение. В замкнутом – неисправном реле щелчков не происходит, в таком случае его можно попробовать восстановить, см. видео ниже.

Ведущие производители

Из самых знаменитых стоит выделить несколько компаний производителей, лидеров отрасли. Российская компания АО НПК «Северная заря». Из зарубежных American Zettler (США), Cosmo (Китай), Finder (Германия).

Где можно купить реле

Еще 20 лет назад найти реле было довольно сложно, ее можно было купить как правило на радио рынках или снять с вышедших из строя приборов. Сегодня его можно приобрести практически в любом магазине радио деталей у дома или заказать в интернете по очень доступной цене даже с доставкой на дом.

Как это работает. Видео

Видео: как проверить на работоспособность?

Как восстановить?

Заключение

Как видите, реле это уникальное и очень простое электромеханическое устройство, применяемое практически во всех сферах жизни, полезность которого трудно переоценить, способное работать даже в космосе. Легко ремонтируется в случае поломки, способно защитить электросеть от опасной ситуации и сберечь время. Спасибо, что прочитали нашу статью, подписывайтесь на нашу группу в контакте, оставляйте комментарии или задавайте вопросы в форме вопрос – ответ, смотрите интересные статьи ниже.

Читать далее – Реле напряжения для квартиры 

Нейтральное электромагнитное реле. Устройство и принцип работы. — Студопедия

Нейтральным электромагнитное реле называют потому, что принцип его работы не зависит от полярности сигнала управления постоянного тока. Схема нейтрального электромагнитного реле представлена на Рис. 36.

Нейтральное электромагнитное реле состоит из сердечника 1, выполненного из магнитного материала; рабочей катушки управления 2; якоря 3; возвратной пружины 4 и группы контактов управления 5.

Рис. 36. Схема нейтрального электромагнитного реле.

Принцип работы: При подаче сигнала управления любой полярности на катушку 2, эта катушка создает магнитный поток, который концентрируется в сердечнике 1 Этот магнитный поток концентрированный в сердечнике создает магнитную силу притяжения. Этой силой якорь, преодолевая сопротивления пружины 4, притягивается к сердечнику, уменьшая зазор между ними до нуля. В результате притяжения якоря происходит переключение контактов управления. Часть этих контактов замыкается, другая — размыкается. Те контакты, которые замыкаются при срабатывании реле, называются нормально-разомкнутыми, и наоборот, контакты, которые при срабатывании реле размыкаются, называются нормально-замкнутыми.

При снятии сигнала управления магнитный поток в сердечнике быстро исчезает, поэтому исчезает и сила притяжения к нему якоря, поэтому якорь возвращается в исходное положение возвратной пружиной. При этом нормально-замкнутые контакты замыкаются, а нормально-разомкнутые – размыкаются.

На якорь нейтрального электромагнитного реле действуют две силы: нелинейная сила магнитного притяжения и линейная сила упругости возвратной пружины. Для нормальной работы реле работа, совершаемая магнитной силой притяжения якоря должна быть выше работы упругой силы возвратной пружины. С другой стороны, уменьшение работы возвратной пружины приводит к процессу затягивания по времени размыкания контактов управления, что вызывает усиление процесса их искрения , а следовательно увеличение их износа.

что это, как работает, виды, проверка

Мы редко задумываемся о том, как работает то или иное устройство. До тех пор, пока оно не вышло из строя. Но если приходится разбираться в причинах поломки, тут и возникают вопросы. Рассмотрим электромагнитное реле — оно стоит в электрической части автомобилей, в бытовой технике и электронике.

Содержание статьи

Что такое электромагнитное реле, устройство, назначение

Электромагнитное реле — коммутирующее устройство, которое для работы использует электромагнитное поле. Состоит оно из электромагнитной катушки и подвижного якоря, подвижных и неподвижных контактов. Якорь и катушка закреплены на основании. Якорь подпружинен и расположен так, чтобы неподвижные контакты с неподвижными имели точки соприкосновения.

Устройство электромагнитного реле

Как работает электромагнитное реле? При подаче напряжения на обмотку в ней возникает электромагнитное поле. Закрепленный подвижно якорь притягивается к сердечнику катушки, контакты переключаются (смыкаются/размыкаются). В этом и состоит работа реле — перекидывать контакты. К ним подключена разная нагрузка и, в результате срабатывания, изменяется цепи, по которым протекает электрический ток.

При снятии питания электромагнитное поле исчезает, якорь под действием пружины возвращается в исходное состояние. Соответственно и схема возвращается в исходное состояние. По принципу действия очень похоже на работу обычного выключателя. С той лишь разницей, что кнопки нет и  «управляются» контакты автоматически, а вместо лампочки может быть участок цепи или какое-то устройство.

Для чего нужно реле в электросхемах

На рисунке выше представлена простейшая схема с электромагнитным реле. Есть кнопка, при помощи которой подается питание на катушку. К контактам подключен исполнительный орган, например, электрическая лампа. При нажатии кнопки питание подается на катушку, якорь притягивается к сердечнику катушки, и давит на контакты. Они замыкаются, на лампочку поступает напряжение и она загорается. При снятии питания с катушки, пружина оттягивает якорь в исходное положение, цепь питания лампочки разрывается и она тухнет. Этот пример показывает, для чего и как используют электромагнитные реле.

Виды электромагнитных реле

Первая классификация — по питанию. Есть электромагнитные реле постоянного и переменного тока. Реле постоянного тока могут быть нейтральными или поляризованными. Нейтральные срабатывают при подаче питания любой полярности, поляризованные реагируют только на положительное или на отрицательное (зависят от направления тока).

Виды электромагнитных реле по типу питающего напряжения и внешний вид одной из моделей

По электрическим параметрам

Еще делят электромагнитные реле по чувствительности:

• Мощность для сработки 0,01 Вт и меньше — высокочувствительные.
• Потребляемая обмоткой мощность при срабатывании — от 0,01 Вт до 0,05 Вт — чувствительные.
• Остальные — нормальные.

В первую очередь стоит определиться с электрическими параметрами

Первые две группы (высокочувствительные и чувствительные) могут управляться от микросхем. Они вполне могут выдавать требуемый уровень напряжения, так что промежуточное усиление не требуется.

По уровню коммутируемой нагрузки есть такое деление:

• Не больше 120 Вт переменного и 60 Вт постоянного тока — слаботочные.
• 500 Вт переменного и 150 Вт постоянного — повышенной  мощности;
• Более 500 Вт переменного тока — контакторы. Применяются в силовых цепях.

Есть еще деление по времени срабатывания. Если контакты замыкаются не более чем после 50 мс (миллисекунд) после подачи питания на катушку — это быстродействующее. Если проходит от 50 мс до 150 мс — это нормальная скорость, а все которые требуют для сработки контактов больше 150 мс — замедленные.

По исполнению

Есть еще электромагнитные реле с различной степенью герметичности.

• Открытые электромагнитные реле. Это те, у которых все части «на виду».
• Герметичные. Они запаяны или заварены в металлический или пластиковый корпус, внутри которого воздух или инертный газ. Доступа к контактам и катушке нет, доступны только выводы для подачи питания и подключения цепей.
• Зачехленные. Есть чехол, но он не припаян, а соединяется с корпусом при помощи защелок. Иногда присутствует накидная проволочная петля, которая удерживает крышку.

По массе и размерам отличия могут быть очень существенными

И еще один принцип деления — по размерам. Есть микроминиатюрные — они весят менее 6 граммов, миниатюрные — от 6 до 16 граммов, малогабаритные имеют массу от 16 гр до 40 гр, а остальные — нормальные.

Виды контактных групп

Электромагнитные реле делят по способу работы контактов. Они могут быть:

• Нормально замкнутыми (закрытыми, размыкающими). Сокращенно обозначаются НЗ, на импортных схемах NC.
• Нормально разомкнутыми (открытыми, замыкающими). Обозначение — НО на наших — и NO на зарубежных.
• Перекидными (переключающими). Перекидные отличаются внешне, так как имеют три пластины с контактами. У них обычно обознается только общий контакт — пишут «общ» или comon.

В общем-то, по названиям контактов ясно, как они работают. Нормально замкнутые контакты в исходном состоянии замкнуты, через них протекает ток. При сработке реле контакты размыкаются, цепь питания обрывается.

Нормально закрытый (замкнутый) контакт: что значит
и принцип работы

Нормально открытые (понятнее — нормально разомкнутые) контакты, наоборот, в обычном состоянии разомкнуты. Когда реле срабатывает, контакт замыкается, в цепи возникает ток.

Электромагнитное реле с нормально открытым (разомкнутым) контактом

Наверное, уже понятно как работают переключающий контакт. В отличие от первых двух, переключающий состоит из трех пластин. По краям две неподвижные и подвижная в центре. Подвижный контакт часто называют общим. В нормальном положении подвижная пластина касается одного из контактов, ток протекает по этому пути (на рисунке снизу справа).

Принцип работы электромагнитного реле с переключающими контактами

При срабатывании реле, подвижный контакт изменяет положение благодаря упорной рамке (на рисунке это просто штырь, припаянный к подвижной пластине). А рамка прикреплена к якорю. После срабатывания реле, в первой цепи появляется разрыв, во второй начинает протекать ток.

Это все типы контактов — вроде не так много. Но в одном реле могут быть собраны все три вида, и количество групп каждого виды бывает разным. Их выбирают в зависимости от необходимости.

Электромагнитные реле на схемах: обмотки, контактные группы

Особенность реле в том, что оно состоит из двух частей — обмотки и контактов. Обмотка и контакты имеют различное обозначение. Обмотка графически выглядит как прямоугольник, контакты разного таки имеют каждый свое обозначение. Оно отражает их название/назначения, так что проблем с идентификацией обычно не возникает.

Типы контактов электромагнитных реле и их обозначение на схемах

Иногда рядом с графическим изображением ставят обозначение типа — НЗ (нормально замкнутый)  или НО (нормально открытый). Но чаще прописывают принадлежность к реле и номер контактной группы, а тип контакта понятен по графическому изображению.

Вообще, искать контакты реле надо по всей схеме. Ведь физически оно находится в одном месте, а разные его контакты являются частью разных цепей. Это и отображается на схемах. Обмотка в одном месте — в цепи подачи питания. Контакты разбросаны в разных местах — в цепях, в которых они работают.

Пример схемы на электромагнитных реле: контакты находятся в соответствующих цепях (см. цветовую маркировку)

Для примера посмотрите на схему с реле. Реле КА, КV1 и КМ имеют одну контактную группу, КV3 — две, KV2 — три. Но три — это далеко не предел. Контактных групп в каждом реле может быть и десять-двенадцать и больше. И схема на рисунке простая. А если она занимает пару листов формата А2 и в ней масса элементов…

Основные технические характеристики, плюсы и минусы, область применения

Как любые электротехнические детали, электромагнитное реле подбирают по параметрам. Сначала определяются с составом контактных групп, затем — с питанием. Затем наступает пора выбора характеристик.

• Ток или напряжение срабатывания. Самое низкое значение тока или напряжения, при котором контакты уверенно переключаются.
• Ток или напряжение отпускания. Максимальное значение параметров, при которых пружина оторвет якорь от катушки.
• Чувствительность. Минимальный уровень мощности, при котором реле срабатывает.
• Сопротивление обмотки. Измеряется при температуре +20°C.
• Рабочий ток или напряжение. Это диапазон значений, при которых реле точно сработает в эксплуатационных условиях.
• Время срабатывания. Промежуток от момента подачи питания на обмотку до переключения первого контакта.
• Время отпускания. Через какой промежуток времени после снятия питания «отлипнет» якорь.
• Частота коммутации. Сколько раз может сработать реле за определенный промежуток времени.

Характеристики электромагнитного реле. Один из видов

Электромеханические реле имеют большой рабочий ресурс, невысокую цену. Еще один плюс — малое падение мощности при переключении. Но они создают помехи при работе, возможен дребезг контактов, скорость срабатывания совсем невысокая, есть проблемы с индуктивными нагрузками.

Все эти свойства определяют область применения. Обычно это коммутация питания приборов, работающих от 220 В переменного тока или 12 В и 24 В постоянного. Чаще всего нагрузкой являются электродвигатели невысокой мощности, еще подключают освещение, другую индуктивную и активную нагрузку. Мощность коммутируемой нагрузки от 1 Вт до 2-3 кВт.

Как проверить электромагнитное реле

Работоспособность электромагнитного реле зависит от катушки. Поэтому в первую очередь проверяем обмотку. Ее прозванивают мультиметром. Сопротивление обмотки может быть как 20-40 Ом, так и несколько кОм. При измерении просто выбираем подходящий диапазон. Если есть данные о том, какая величина сопротивления должна быть — сравниваем. В противном случае довольствуемся тем, что нет короткого замыкания или обрыва (сопротивление стремится к бесконечности).

Проверить электромагнитное реле можно при помощи тестера/мультиметра

Второй момент — переключаются или нет контакты и насколько хорошо прилегают контактные площадки. Проверить это немного сложнее. К выводу одного из контактов можно подключить источник питания. Например — простую батарейку. При срабатывании реле потенциал должен появиться на другом контакте или исчезнуть. Это зависит от типа проверяемой контактной группы. Контролировать наличие питания также можно при помощи мультиметра, но его надо будет перевести в соответствующий режим (контроль напряжения проще).

Если мультиметра нет

Не всегда под рукой есть мультиметр, но батарейки есть почти всегда. Давайте рассмотрим пример. Есть какое-то реле в герметичном корпусе. Если знаете или нашли его тип, можно посмотреть характеристики по названию. Если данные не нашли или нет названия реле, смотрим на корпус. Обычно тут указывается вся важная информация. Напряжение питания и коммутируемые токи/напряжения есть обязательно.

Проверка обмотки электромагнитного реле

В данном случае имеем реле, которое работает от 12 V постоянного тока. Хорошо если есть такой источник питания, тогда используем его. Если нет, собираем несколько батареек (последовательно, то есть одну за одной), чтобы суммарно получить требуемое напряжение.

При последовательном соединении батареек их напряжение суммируем

Получив источник питания нужного номинала, подключаем его к выводам катушки. Как определить где выводы катушки? Обычно они подписаны. Во всяком случае, есть обозначения  «+» и «-» для подключения источников постоянного питания и знаки для переменного  типа таких «≈».  На соответствующие контакты подаем питание. Что происходит? Если катушка реле рабочая, слышен щелчок — это притянулся якорь. При снятии напряжения он слышен снова.

Проверяем контакты

Но щелчки — это одно. Это значит, что катушка работает, но надо еще контакты проверить. Возможно они окислились, цепь замыкается, но сильно падает напряжение. Может они стерлись и контакт плохой, может, наоборот, закипели и не размыкаются. В общем, для полноценной проверки электромагнитного реле необходимо еще проверить работоспособность контактных групп.

Проще всего объяснить на примере реле с одной группой. Они обычно стоят в автомобилях. Автолюбители называют их по числу выводов: 4 контактные или 5 контактные. В обоих случаях там всего одна группа. Просто четырех контактное реле содержит нормально замкнутый или нормально разомкнутый контакт, а пятиконтактное — переключающую группу (перекидные контакты).

Электромагнитное реле 4 и 5 контактное: расположение контактов, схема подключения

Как видите, питание подается в любом случае на выводы, которые подписаны 85 и 86. А к остальным подключается нагрузка. Для проверки 4-контактного реле можно собрать простейшую связку из маленькой лампочки и батарейки нужного номинала. Концы этой связки прикрутить к выводам контактов. В 4-контактном реле это выводы 30 и 87. Что получится? Если контакт на замыкание (нормально разомкнутый), при сработке реле лампочка должна загореться. Если группа на размыкание (нормально замкнутый) должна потухнуть.

В случае с 5-контактным реле схема будет чуть сложнее. Тут потребуется две связки из лампочки и батарейки. Используйте лампы разного формата, цвета или каким-то образом их разделите. При отсутствии питания на катушке у вас должна гореть одна лампочка. При срабатывании реле она гаснет, загорается другая.

Почему реле называется нейтральным? — КиберПедия

Нейтральные реле не реагируют на направление тока в обмотке (нейтральны к полярности тока). Якорь нейтрального реле притяги­вается, переключая контакты при любой полярности тока в обмот­ках. После выключения тока якорь возвращается в исходное состоя­ние. Таким образом, нейтральное реле является двухпозиционным.

Какова классификация нейтральных реле?

По надежности действия, по роду питающего тока, в зависимости от времени срабатывания.

Каково количество групп контактов у реле типа НМШ1 и место расположения питающих выводов?

Восемь полных контактных групп, выводы питания находятся внизу.

Каково количество групп контактов у реле типа НМШ2 и место расположения питающих выводов?

Четыре полные контактные группы, выводы питания находятся внизу.

Какие основные механические характеристики проверяются при регулировке реле типа НМШ?

Зазор между полюсом и якорем в притянутом положении(не менее,мм) – 0,2(нормальнодействующих), 0,15(медленнодействующих)

Люфт якоря вдоль призмы ярма,мм – 0,1-0,5

Расстояние от фронтовых и тыловых контактов до общих,мм — не менее 1,3

Нажатие на каждый контакт Н(гс), не менее,мм – 0,3(30) фронтовой, 0,15(15) тыловой

Неодновременность замыкания и размыкания контактов, мм, не более – 0,2

Сколжение контактов, мм, не менее – 0,35

Какие основные электрические характеристики проверяются при регулировке реле типа НМШ?

Сопротивление катушки постоянному току Ом, при намотке проводом – 2х1000(ПЭЛ) 2х900(ПЭВ1) в скобках марка провода.

Отпускание якоря, не менее – 6-9В

Полное притяжение якоря, не более – 16В

Напряжение перегрузки – 45В

Номинальное напряжение – 24В

Для какой цели используют технологические карты?

В технологической карте для каждого типа прибора указываются измерительные приборы, необходимые для выполнения работы, периодичность ремонта и проверки прибора, профессия исполнителя работ и номера пунктов выполняемых работ.

Для чего и где располагается медная гильза?

Шпули катушек нормальнодействующих реле изготовляют из фенопласта, а медленнодействующих — из красной меди. За счет мед­ных шпулей достигается замедление на отпускание якоря до 0,2 с. Для увеличения замедления до 0,6 с на месте первой катушки, расположенной у основания, устанавливают сплошную медную гильзу.

Поясните, что означает слово — срабатывание – реле.

Момент, когда электрический ток проходит по обмотке, якорь притягивается к сердечнику и осуществляет воздействие на контактные пружины. При этом контакты замыкаются. Реле срабатывает.

Назовите цифровое обозначение контактов нейтрального якоря.

Фронтовые обозначаются цифрой — 2. Перекидные обозначаются цифрой — 1. Тыловые обозначаются цифрой – 3.

Назовите материалы для изготовления разного типа контактов

Для изготовления фронтовых контактов применяют графит с серебряным наполнителем (графито-серебряная композиция), а общие и тыловые контакты делают серебряными.

12. Назовите величины переходного сопротивления контактного перехода.

Переходное сопротивление замыкающих (фронтовых) контактов (серебро — уголь) без контактов штепсельной розетки должно быть не более 0,25 Ом, с контактами розетки — не более 0,30 Ом.

Переходное сопротивление размыкающих (тыловых) контактов (серебро — серебро) без контактов штепсельной розетки — не более 0,03 Ом, с контактами розетки — не более 0,08 Ом. Замыкающие (фронтовые) контакты не должны свариваться и спекаться

Поясните эрозию контактов.

Искрение контактов, в момент размыкания цепи вызывает перенос металла с одного контакта на другой за счет выделения огромного количества тепла, происходит изменение формы контакта, которое способствует его свариванию.

Назовите способы защиты от эрозии.

Применение тугоплавких металлов для изготовления контактов. Использование особых форм контактов. Увеличенное межконтактное расстояние до 5-7 мм. Магнитное дутье. Включение паралельно контакту или обмотке: резистора,конденсатора, диода, варистора.

Назовите схемные методы изменения временных параметров реле.

Использование короткозамкнутой обмотки. Включение паралельно обмотке резистора, а так же резистора и конденсатора, резистора и конденсатора с включение ещё одного резистора последовательно обмотке. Использование двух резисторов, конденсатора и диода. Использование дополнительного реле НМШТ.

Требования к реле 1 класса надежности.

К реле I класса надежности относятся реле, у которых возврат якоря при выключении тока в обмотках обеспечивается с максималь­ной гарантией и осуществляется под действием собственного веса (силы тяжести). Реле I класса надежности имеют также следующие дополнительные свойства, обеспечивающие высокую надежность их действия:

— несвариваемость фронтовых контактов, замыкающих наиболее ответственные цепи при возбужденном состоянии реле; для этого фронтовые контакты изготовляют из графита с примесью серебра, а остальные контакты — из серебра;

— надежное контактное нажатие и сравнительно большие меж­контактные расстояния;

— исключение залипания якоря при выключении тока в обмотке реле, что обеспечивается наличием антимагнитных штифтов на якоре

Урок3 Нейтральное реле постоянного тока

ПЛАН

урока 3

НЕЙТРАЛЬНОЕ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цели урока:

• Образовательная – обеспечить усвоение и закрепление знаний по темам, изученным на предыдущем уроке: «Классификация систем регулирования движения», проконтролировать степень усвоения основных знаний по вышеназванной теме.

• Развивающая – развитие познавательного интереса и умения исследовать работу нейтрального реле постоянного тока.

• Воспитательная – содействовать в ходе урока политехническому образованию.

Тип урока: комбинированный

Обеспеченность урока: компьютеры, мультимедиа-проектор, программа «Реле и рельсовые цепи», реле типа НМШ.

Межпредметные связи: физика, электротехника.

Время: 2 часа

Ход и содержание урока:

1. Организационный момент.

2. Фронтальный опрос по теме «Классификация систем регулирования движения».

3. Изложение нового материала:

   1. Классификация реле.

   2. Устройство и принцип действия нейтрального реле постоянного тока.

   3. Устройство и принцип действия нейтрального реле типа НМШ 1-900 (работа с натурным образцом).

   4. Маркировка реле – работа на ПК с программой «Реле и РЦ».

4. Закрепление материала.

5. Задание на дом: учебник Л.А. Кондратьева, О.Н. Ромашкова «Системы регулирования движения на ж.д. транспорте» с. 11-17.

РЕЛЕ

В устройствах автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте широкое применение получили контактные элементы реле, с помощью которых строятся системы автоблокировки, электрической и диспетчерской централизации.

Реле применяются для переключения электрических цепей.

1. классификация реле

I. По способу питания:

1. реле постоянного тока

2. реле переменного тока

II. По надежности действия:

1. первый класс надежности — характеризуются надежным отпаданием якоря реле при выключении тока за счет собственного веса;

— несвариваемостью контактов за счет изготовления их из разных материалов.

2. реле низшего класса надежности

III. По времени срабатывания:

1. быстродействующие реле (время срабатывания до 0,03 с)

2. нормальнодействующие (до 0,3 с)

3. медленнодействующие (до 1,5 с)

4. временные (свыше 1,5 с)

IV. По мощности:

1. маломощные (мощность срабатывания 1-3Вт)

2. средней мощности (3-10 Вт)

3. мощные (более 10 Вт)

V. По числу контактных групп:

1. одноконтактные

2. многоконтактные

VI. По числу рабочих позиций:

1. двухпозиционные

2. трехпозиционные

VII. По принципу работы реле постоянного тока:

1. нейтральные

2. поляризованные

3. комбинированные

2 Нейтральное реле постоянного тока

Нейтральным называется реле, у которого притяжение якоря не зависит от направления тока в катушках.

Устройство реле:

— сердечник

— катушка

— подвижный якорь

— контактная система из трех контактных пружин:

Ф – фронтовой контакт

О – общий контакт

Т – тыловой контакт

Условное обозначение нейтрального реле:

Принцип работы реле

и его типы | Теория реле

Реле представляет собой переключатель с электрическим управлением. Во многих реле для механического управления переключателем используется электромагнит, но используются и другие принципы работы, например, твердотельные реле.

Реле используются там, где необходимо управлять цепью с помощью отдельного маломощного сигнала или когда несколько цепей должны управляться одним сигналом.

Анимация реле

Простое электромагнитное реле состоит из катушки с проволокой, намотанной вокруг сердечника из мягкого железа, железного ярма, которое обеспечивает путь с низким сопротивлением для магнитного потока, подвижного железного якоря и одного или нескольких наборов контактов (на изображении реле два контакта).

Якорь шарнирно прикреплен к ярму и механически связан с одним или несколькими наборами подвижных контактов. Он удерживается на месте пружиной, поэтому при отключении реле в магнитной цепи образуется воздушный зазор. В этом состоянии один из двух наборов контактов в изображенном реле замкнут, а другой набор разомкнут. Другие реле могут иметь больше или меньше наборов контактов в зависимости от их функции.

Реле на картинке также имеет провод, соединяющий якорь с ярмом.Это обеспечивает непрерывность цепи между подвижными контактами на якоре и дорожкой на печатной плате (PCB) через ярмо, которое припаяно к PCB.

Детали реле

Когда электрический ток проходит через катушку, он генерирует магнитное поле, которое активирует якорь, и последующее движение подвижного контакта (ов) либо замыкает, либо размыкает (в зависимости от конструкции) соединение с фиксированным контактом.Если набор контактов был замкнут, когда реле было обесточено, то движение размыкает контакты и разрывает соединение, и наоборот, если контакты были разомкнуты.

Когда ток в катушке отключается, якорь возвращается силой, примерно вдвое меньшей, чем сила магнитного поля, в расслабленное положение. Обычно это усилие обеспечивается пружиной, но сила тяжести также обычно используется в промышленных пускателях двигателей. Большинство реле производятся для быстрой работы.В низковольтном приложении это снижает шум; в приложениях с высоким напряжением или током уменьшает искрение.

Когда на катушку подается постоянный ток, поперек катушки часто устанавливается диод для рассеивания энергии коллапсирующего магнитного поля при деактивации, что в противном случае могло бы вызвать скачок напряжения, опасный для компонентов полупроводниковой схемы.

Такие диоды не использовались широко до применения транзисторов в качестве драйверов реле, но вскоре стали повсеместными, поскольку ранние германиевые транзисторы легко разрушались этим скачком напряжения.Некоторые автомобильные реле содержат диод внутри корпуса реле.

Если реле управляет большой или особенно реактивной нагрузкой, может возникнуть аналогичная проблема с импульсными токами вокруг выходных контактов реле. В этом случае демпфирующая цепь (конденсатор и резистор, включенные последовательно) на контактах может поглотить импульс. Конденсаторы подходящего номинала и соответствующий резистор продаются как единый комплект для этого обычного использования.

Электромеханическое реле — это электрический переключатель, приводимый в действие катушкой электромагнита.В качестве переключающих устройств они демонстрируют простое поведение «включено» и «выключено» без промежуточных состояний. Электронный схематический символ для простого однополюсного одноходового реле (SPST) показан здесь:

Катушка с проволокой, намотанная на многослойный железный сердечник, создает магнитное поле, необходимое для приведения в действие механизма переключения. Управляющее воздействие этой катушки электромагнита на контакт (-ы) реле показано пунктирной линией.

Это конкретное реле оборудовано нормально разомкнутыми (NO) контактами переключателя, что означает, что переключатель будет в разомкнутом (выключенном) состоянии, когда катушка реле обесточена.«Нормальный» статус переключателя — это состояние покоя при отсутствии стимуляции. Контакт переключателя реле будет в «нормальном» состоянии, когда его катушка не находится под напряжением.

Однополюсное одноходовое реле с нормально замкнутым (NC) переключающим контактом будет представлено на электронной схеме следующим образом:

В мире электрического управления метки «Form-A» и «форма-B» являются синонимами «нормально разомкнутых» и «нормально замкнутых» контактов соответственно. Таким образом, мы могли бы обозначить контакты реле SPST как «Form-A» и «Form-B» соответственно:

Расширением этой темы является однополюсный, двухпозиционный (SPDT) релейный контакт. , иначе известный как контакт «Форма-C».

Эта конструкция переключателя обеспечивает как нормально разомкнутые, так и нормально замкнутые контакты в одном блоке, приводимые в действие катушкой электромагнита:

Еще одним расширением этой темы является двухполюсный, двухпозиционный (DPDT ) контакт реле.

Эта конструкция переключателя предусматривает два набора контактов Form-C в одном устройстве, одновременно приводимых в действие катушкой электромагнита:

Реле DPDT являются одними из наиболее распространенных в промышленности, благодаря своей универсальности.Каждый набор контактов Form-C предлагает выбор между нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми контактами, и два комплекта (два «полюса») электрически изолированы друг от друга, поэтому их можно использовать в разных цепях.

Распространенным комплектом промышленных реле является так называемое реле в форме кубика льда, названное так из-за прозрачного пластикового корпуса, позволяющего проверять рабочие элементы.

Эти реле подключаются к многоконтактным базовым гнездам для легкого снятия и замены в случае неисправности. Реле DPDT «кубик льда» показано на следующих фотографиях, готовое к установке в его основание (слева) и со снятой пластиковой крышкой, чтобы открыть оба набора контактов Form-C (справа):

Эти реле подключаются к розетке с помощью восьми контактов: по три для каждого из двух наборов контактов Form-C, плюс еще два контакта для соединений катушек.Из-за количества выводов (8) этот тип релейной базы часто называют восьмеричной базой.

При более близком рассмотрении одного контакта Form-C показано, как движущаяся металлическая «пластина» контактирует с одной из двух неподвижных точек, причем фактическая точка соприкосновения создается покрытой серебром «кнопкой» на конце пластины. На следующих фотографиях показан один контакт Form-C в обоих положениях:

Реле промышленного управления обычно имеют схемы соединений, нарисованные где-то на внешней оболочке, чтобы указать, какие контакты подключаются к каким элементам внутри реле.

Стиль этих диаграмм может несколько отличаться, даже между реле идентичного назначения. Возьмем, к примеру, схемы, показанные здесь, сфотографированные на трех разных марках реле DPDT:

Имейте в виду, что эти три реле идентичны по своей основной функции (переключение DPDT), несмотря на различия в физических размерах и номинальных характеристиках контактов ( напряжения и тока).

Только две из трех показанных схем используют одни и те же символы для обозначения контактов, и все три используют уникальные символы для обозначения катушки.

.Работа реле

, типы, символы и характеристики

Реле необходимы для систем автоматизации и управления нагрузками. Кроме того, реле — лучший способ гальванической развязки между частями цепи с высоким и низким напряжением. Существуют сотни различных типов реле. Давайте сначала узнаем, как работает реле.

Работа основного реле

Контакты

Прежде чем переходить к различным типам реле, я сначала объясню, что и как работает основное реле.Каждое реле имеет внутри две механические части.

Первый — это контакт (ы) реле. Контакты работают аналогично контактам простого переключателя или кнопки. Вы должны рассматривать контакты как пару металлов, как показано на следующей схеме:

Контактный номер и NC

Две клеммы работают как переключатель. Когда контакты находятся в «контакте», ток течет от клеммы 1 к клемме 2. Есть два типа контактов: нормально разомкнутые и нормально замкнутые.

NO обозначает нормально открытый контакт, а NC обозначает нормально закрытый контакт. Нормально открытый — это контакт, подобный показанному на предыдущем рисунке. Когда контакт неподвижен, через него не течет ток (потому что это ОТКРЫТЫЙ контур).

С другой стороны, нормально замкнутый контакт позволяет току течь, когда контакт неподвижен. Ниже показаны оба этих контакта:

Вы можете заметить, что размыкающий контакт перевернут по сравнению с замыкающим контактом.Это сделано специально. Таким образом, оба контакта (NO и NC) изменят свое состояние, если к левому металлическому направлению будет приложена сила с ВВЕРХ на ВНИЗ.

На следующей анимации показано, как замыкающий контакт работает при включении лампочки:

Что касается замыкающих контактов, они работают прямо противоположно замыкающим контактам. Посмотрите следующую анимацию:

Комбинация контактов

Реле может иметь комбинацию вышеуказанных контактов.Посмотрите на следующую иллюстрацию.

В этом случае есть третий терминал под названием «ОБЩИЙ». Контакты NO и NC относятся к ОБЩЕЙ клемме. Между NC и NO контакта нет контакта в любое время!

Следующая анимация показывает, как работает эта пара:

И кто определяет НОРМАЛЬНОЕ состояние?

Хорошо, у нас есть НОРМАЛЬНО открытый и НОРМАЛЬНО закрытый контакт. Но какое состояние считается НОРМАЛЬНЫМ? Подойдя на шаг ближе к срабатыванию реле, находим пружину.

Эта пружина определяет НОРМАЛЬНОЕ положение ОБЩИХ контактов. Если вы увидите 3 приведенных выше анимации, вы заметите, что один раз сила F применяется к ОБЩЕМУ терминалу, а в другой раз сила не применяется. Что ж, на самом деле это неправильно.

Действительно, существует другая сила, которая тянет контакт к ВВЕРХ, и эта сила применяется ВСЕГДА. Эта сила исходит от пружины. Посмотрите на следующее изображение:

Теперь вы можете видеть, кто все время тянет ОБЩИЙ терминал ВВЕРХ.Таким образом, пружина определяет, что такое НОРМАЛЬНОЕ состояние, и, таким образом, определяет, какой контакт является НОРМАЛЬНО ОТКРЫТЫМ, а какой — НОРМАЛЬНО ЗАКРЫТО.

Другими словами, НОРМАЛЬНОЕ состояние определяется как состояние, при котором к ОБЩЕМУ выводу НЕ прикладывается никакой другой силы, кроме силы от пружины.

Последняя часть — КТО двигает общий контакт реле?

Это последняя часть работы реле. Устройство, которое заставляет терминал двигаться, на самом деле является электромагнитом! Катушка размещается прямо под контактом.

Когда через эту катушку проходит ток, создается магнетизм. Этот магнетизм может преодолевать силу пружины и притягивать контакт к себе, тем самым изменяя его положение! И из-за того, что контакт обычно представляет собой небольшой кусок металла, который не может тянуть электромагнит, к общему контакту присоединяется другой кусок металла.

Этот кусок металла называется так называемой «арматурой». Ниже приводится (наконец) полная иллюстрация базового реле:

А теперь представьте, что кто-то хочет управлять нагрузкой 220 Вольт 1 кВт с помощью команды, поступающей от батареи 5 Вольт.Для этого приложения следует использовать реле нагрузки.

Катушка реле приводится в действие напряжением 5 вольт. Контакты этого реле (NO) будут подключены последовательно с питанием нагрузки.

Таким образом, нагрузка сработает только при срабатывании реле. Наш друг ниже голыми руками включит электрическую духовку !!!

Заглянем внутрь реле

Я использовал восьмеричное реле. Эти реле легко открываются (винтами или зажимами), и они достаточно велики, чтобы иметь хороший обзор.Итак, вот реле разомкнуто:

Вы можете ясно видеть общий контакт, нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты, а также электромагнитную катушку и пружину возврата в нормальное состояние. Якорь — это толстый металл, на котором закреплены общие контакты.

Типы реле

Существует так много различных типов реле, что для меня было бы буквально невозможно добавить их в эту статью.

Поэтому я разделю типы реле на следующие категории:

1.Включение / выключение режима
2. Катушка
3. Контакты

Категория 1. Включение / выключение режима

Нормальные реле

В основном есть два типа реле в этой категории. Первый тип — это обычное реле включения / выключения. Это реле меняет состояние, пока электромагнит активирован, и возвращается в состояние релаксации, когда электромагнит больше не приводится в действие.

Это наиболее распространенный тип реле, широко используемый в автоматизации.

Переключающие реле

Реле этого типа работает так же, как и триггер.Когда катушка срабатывает один раз, реле изменит состояние и останется в этом состоянии, даже если катушка больше не сработает.

Он снова изменит состояние только при следующем импульсе, который приведет в действие катушку. Это очень удобно в современном домашнем освещении.

Имея это реле вместо переключателя, вы можете включать и выключать свет одной кнопкой. Вы нажимаете кнопку один раз, и свет включается. При следующем нажатии кнопки свет выключается.

Блокировочные реле

Реле этого типа работают точно так же, как триггер R-S.У него две разные катушки вместо одной. Когда срабатывает первая катушка, реле переходит в положение SET и остается там, независимо от того, остается ли эта катушка включенной. Он изменит состояние (в положение СБРОС) только в том случае, если сработает другая катушка.

Этот тип реле широко используется в приложениях, где состояние реле необходимо сохранять как есть, даже после сбоя питания или перезапуска.

Защитные реле

Я разделю этот тип реле на два подтипа.Первый подтип — это реле защиты от утечки тока, а второй тип — реле защиты от перегрузки.

а. Защитные реле — токовые

Эти реле знают почти все. На самом деле у них нет электромагнитной катушки. Вместо этого они все время остаются вооруженными. Два электромагнита размещены друг напротив друга. Между ними — арматура. Этот якорь намагничивается от обоих электромагнитов.

Первый электромагнит включен последовательно с фазой, а другой — последовательно с нейтралью.Если ток, протекающий через оба электромагнита, одинаков, то якорь сохраняется в равновесии.

Но если ток, протекающий через второй электромагнит, меньше тока, протекающего через первый электромагнит, то якорь тянется к первому электромагниту, который имеет большую магнитную силу! А как это могло случиться? Легко, если какое-то количество тока течет на землю установки.

Эти реле могут (и ДОЛЖНЫ) быть найдены в любой домашней электроустановке сразу после главного выключателя.Посмотрите на следующую иллюстрацию:

Лампочка включается, потому что магнитная мощность обеих катушек одинакова. Теперь посмотрим, что произойдет, если «каким-то образом» ток в нейтрали будет меньше тока в фазе.

Магнитная мощность электромагнитов не равна, поэтому реле отключит питание и наш друг будет спасен. Из соображений безопасности, если это произойдет, реле можно восстановить только механически, если кто-то снова потянет рычаг реле вверх:

b.Реле защиты от перегрузки

Реле, очень часто используемые в двигателях, а также во всех электрических установках. Эти реле не генерируют электромагнитную катушку для перемещения якоря. Вместо этого у них есть биметаллическая полоса, внутри которой течет ток.

Материал и толщина этой полосы тщательно подбираются, чтобы она нагревалась (и, таким образом, изгибалась) выше заданного значения тока.

Когда биметаллическая полоса изгибается, реле отключает питание.По соображениям безопасности реле можно восстановить только механически, переместив рычаг вручную.

Это основная идея приведенного ниже рисунка реле защиты от перегрузки.

Если одна линия перегружена, биметаллическая полоса перегревается и, таким образом, изгибается, нарушая таким образом контакт. показано на рисунке ниже

Следует также отметить, что существует еще один вид реле защиты от перегрузки, называемый «электромагнитное реле».Он работает точно так же, как реле защиты от перегрузки, но имеет внутри еще один электромагнит.

Если на этот электромагнит подается питание, то реле будет вынуждено разорвать соединение, как если бы оно было перегрето. Эта функция позволяет проверить на наличие неисправностей и остановить двигатель, чтобы избежать других проблем, даже если сам двигатель не перегрет.

Температурные реле

Эти реле работают так же, как и реле защиты от перегрузки, описанные выше. Основное различие состоит в том, что биметаллическая полоса нагревается не током, протекающим внутри ленты, а внешним фактором.

Этим фактором может быть окружающий воздух, температура воды, температура холодильника с другой жидкостью и т. Д. Вы можете знать эти реле под другим названием… термостаты, широко используемые в системах отопления.

Еще одно отличие от реле защиты состоит в том, что реле температуры обычно не нуждаются во внешнем механическом перемещении для восстановления своего состояния. Процесс происходит автоматически в зависимости от температуры биметаллической полосы.

Герконовые реле

Герконовое реле можно представить себе как реле без электромагнита.Якорь герконового реле приводится в действие от любого другого внешнего магнитного поля. Герконовые реле можно найти в системах контроля дверей.

Постоянный магнит прикреплен к двери, а герконовое реле находится прямо над магнитом. Если дверь открывается, состояние герконового реле изменяется. Другое распространенное применение герконовых реле — это измерители скорости велосипедов.

Постоянный магнит прикреплен к колесу велосипеда, а герконовое реле закреплено на «вилке» велосипеда.Каждый раз, когда колесо вращается и магнит проходит перед герконовым реле, он посылает импульс на микроконтроллер.

Другие реле

Есть много других типов реле, таких как таймеры и функциональные реле, но они используют какие-то схемы для выполнения различных действий. Я не буду вдаваться в эти категории, так как эта статья интересует только те реле, которые не используют никаких других схем, а только механические варианты.

Категория 2. Срабатывание катушки

Другой тип категоризации реле — катушка.В этой категории я разделяю реле в соответствии с тем, как на их катушку подается питание для приведения в действие якоря. Итак, у нас есть:

реле AC / DC

Катушка может работать как с переменным, так и с постоянным напряжением.

Реле нейтрали

Эти реле имеют самую обычную катушку. Якорь срабатывает, когда через катушку проходит ток, независимо от полярности.

Реле смещения

Это вариант реле нейтрали. Эти реле имеют точно такую ​​же катушку, что и реле нейтрали, но на якоре находится постоянный магнит.Поляризация магнитного поля катушки зависит от полярности питания.

Следовательно, якорь приводится в действие только в том случае, если полярность магнитного поля катушек противоположна полярности магнитного поля постоянного магнита. Таким образом, реле срабатывает, только если катушка правильно смещена.

Поляризованные реле

Реле этого типа работают точно так же, как реле со смещением. Единственная разница в том, что эти реле не имеют постоянного магнита, вместо этого они имеют диод, подключенный последовательно к катушке.Если диод правильно смещен, на катушку будет подано питание, и сработает якорь.

Разница, которая отличает эти два типа реле, заключается в том, что реле с смещением позволяют току проходить через катушку, даже если реле имеет обратное смещение! Очень важно, если кто-то хочет соединить катушки двух или более реле последовательно.

Твердотельные реле (SSR)

Это современный тип реле. Эти реле не имеют катушки или какой-либо другой подвижной части, поэтому их называют твердотельными.Они используются для быстрого переключения (до нескольких сотен Гц) и для управления нагрузками во взрывоопасных или суровых условиях.

Срок службы у них значительно больше, чем у обычных реле, поскольку их контакты не подвержены коррозии из-за влажности, пыли или других причин. Собственно контактов у них нет! Вместо этого для имитации контактов используется полевой транзистор или симистор. Главный недостаток — цена…

Категория 3. Контакты

Третья и последняя категория — это контакты реле.

Реле различаются по 3 основным характеристикам:

1. Максимальное напряжение: Эта характеристика определяется зазором, который существует между контактами, а также сплавом, из которого сделан контакт. Чем больше зазор, тем выше напряжение, которое может отключить реле.

2. Максимальный ток: эта характеристика определяется толщиной контактов, а также сплавом, из которого они изготовлены. Чем толще контакты, тем выше ток, с которым может справиться реле.

3. Частота коммутации: эта характеристика определяется механической конструкцией реле. Чем легче конструкция, тем быстрее переключение.

4. Количество контактов:… Просто количество контактов.

Что касается номера контактов, то реле (как и переключатели) имеют какую-то кодировку. Общая кодовая форма такова:

xPyT

«P» означает «ПОЛЮСА». «X» — это количество «ПОЛЮСОВ» реле.Таким образом, если реле имеет 1 контактную пару (ПОЛЮС), код будет SP как для однополюсного. Для двух контактных пар это будет DP, как для двухполюсного. Над 2 парами контактов x обозначает количество полюсов, например, для 3 полюсов это будет 3P и т. Д.

«T» означает «THROW», а «y» — количество «THROWS». ‘Y’ может быть одинарным или двойным. Single Throw (ST) означает, что имеется только один NO или NC контакт. Двойной бросок (DT) означает, что реле имеет пары контактов NO / NC.

Символы реле

Символы реле не ограничены.Каждый производитель может сделать свой собственный символ для конкретного реле, которое имеет разные внутренние соединения и характеристики, выполняя конкретную задачу. Я проиллюстрирую самые основные типы реле:

Характеристики реле

Реле характеризуют следующие характеристики:

Напряжение катушки: это напряжение, при котором катушка может активировать арматура. Это значение должно также указывать, является ли ток переменным или постоянным.

Ток катушки: это значение указывает ток, который катушка будет потреблять, когда она запитана с указанным напряжением катушки.Очень важная характеристика, которую следует учитывать при разработке драйвера реле. Ток, который проходит через драйвер, должен быть достаточным для приведения в действие якоря.

Напряжение выключения: эта характеристика показывает минимальное напряжение, при котором якорь притягивается электромагнитом. Если напряжение упадет ниже этого значения, пружина преодолеет силу магнитного поля и реле изменит состояние.

Количество / тип контактов: это SPST? ДПСТ? DPDT? Или что?

Мощность контактов: эта характеристика указывает максимальную мощность, с которой могут справиться контакты.Некоторые производители будут использовать напряжение и амперы, другие — напряжение и киловатт, а некоторые укажут все три значения.

Рабочая температура: Температура, при которой реле может работать без проблем

Частота коммутации: Максимальная частота отключения

Упаковка: И последнее, но не менее важное — это упаковка. Некоторые корпуса (например, восьмеричный тип) поставляются с соответствующим основанием, в то время как другие напрямую припаяны / подключены к печатной плате / электрическому шкафу.

.

Принципы и характеристики дистанционной защиты

Введение в дистанционную защиту

Дистанционные реле — один из самых важных элементов защиты в линии передачи.

Принципы и характеристики дистанционной защиты

Эти реле иногда могут быть установлены в процентах от полного сопротивления линии, например, типичная настройка для зоны , зона 1 , составляет 80% полного сопротивления линии, чтобы не достигнуть удаленного конца, зона зона 2 можно установить на 120% полного сопротивления линии для надежного выхода за пределы линии, Зона 3 иногда отключается или устанавливается для покрытия соседней линии.

Дистанционные реле могут иметь следующие характеристики: Mho , Четырехугольник , Offset Mho и т. Д. В случае четырехсторонней характеристики или характеристик длительного действия Mho, может потребоваться дополнительная осторожность для обеспечения безопасности при большой нагрузке.

В случае параллельных линий, взаимное соединение этих линий может привести к тому, что дистанционные реле будут недосягаемы и слишком доступны. По этой причине при настройке реле необходимо учитывать этот эффект, некоторые реле имеют алгоритмы для компенсации, но необходимо использовать ток параллельной линии, что усложняет установку.

В некоторых странах существуют критерии, согласно которым дистанционная защита не может достичь отказа на других уровнях напряжения, потому что время устранения неисправности на подуровнях передачи может быть меньше времени устранения неисправности на уровне передачи.

Проблема сочетания быстрого устранения неисправности с избирательного отключения установки является ключевой задачей для защиты энергосистем.

Для удовлетворения этих требований высокоскоростные системы защиты для цепей передачи и первичного распределения, которые подходят для использования с автоматическим АПВ автоматических выключателей , находятся в постоянном развитии и очень широко применяются.

Дистанционная защита в своей основной форме представляет собой неединичную систему защиты, обеспечивающую значительные экономические и технические преимущества.

В отличие от максимальной токовой защиты фазы и нейтрали, ключевым преимуществом дистанционной защиты является то, что ее охват замыкания в защищаемой цепи практически не зависит от изменений полного сопротивления источника.

Рисунок 1 — Преимущества дистанционной защиты от сверхтоков

Дистанционная защита сравнительно проста в применении и может быстро срабатывать при повреждениях, расположенных на большей части защищаемой цепи.Он также может обеспечивать как основные, так и удаленные функции резервного копирования в единой схеме. Его можно легко адаптировать для создания схемы защиты устройства при применении с каналом сигнализации.

В этой форме он в высшей степени подходит для применения с высокоскоростным АПВ для защиты критических линий электропередачи.

Принципы дистанционных реле

Поскольку импеданс линии передачи пропорционален ее длине, для измерения расстояния целесообразно использовать реле, способное измерять импеданс линии до заданной точки ( — точка охвата ).

Такое реле описывается как дистанционное реле и предназначено для срабатывания только при неисправностях, возникающих между местом расположения реле и выбранной точкой досягаемости, таким образом обеспечивая распознавание неисправностей, которые могут возникать на различных участках линии.

Основной принцип дистанционной защиты заключается в делении напряжения в точке реле на измеренный ток. Рассчитанный таким образом кажущийся импеданс сравнивается с импедансом точки досягаемости. Если измеренный импеданс меньше импеданса точки досягаемости, предполагается, что на линии между реле и точкой досягаемости существует неисправность.

Точка досягаемости реле — это точка вдоль геометрической точки полного сопротивления линии, которую пересекает граничная характеристика реле.

Поскольку это зависит от соотношения напряжения и тока и фазового угла между ними, его можно отобразить на диаграмме R / X. На той же диаграмме могут быть нанесены местоположения импедансов энергосистемы, видимые реле во время отказов, скачков мощности и изменений нагрузки, и таким образом можно исследовать характеристики реле при наличии отказов и нарушений в системе.

Работоспособность реле

Характеристики дистанционного реле определяются с точки зрения точности достижения и времени срабатывания . Точность досягаемости — это сравнение фактического омического досягаемости реле в практических условиях со значением уставки реле в омах.

Точность досягаемости особенно зависит от уровня напряжения, подаваемого на реле в условиях неисправности .

Методы измерения импеданса, используемые в конкретных конструкциях реле, также имеют значение.Время срабатывания может изменяться в зависимости от тока повреждения, положения повреждения относительно настройки реле и точки на волне напряжения, в которой происходит повреждение.

В зависимости от методов измерения, используемых в конкретной конструкции реле, переходные ошибки измерительного сигнала, например, возникающие из-за конденсаторных трансформаторов напряжения или насыщающих трансформаторов тока, также могут отрицательно задерживать срабатывание реле для неисправностей, близких к достижимой точке. Для электромеханических и статических дистанционных реле обычно указывается как максимальное, так и минимальное время срабатывания.

Однако для современных цифровых или цифровых дистанционных реле разница между ними невелика в широком диапазоне рабочих условий системы и положений неисправности.

Характеристики дистанционного реле

Некоторые цифровые реле измеряют абсолютный импеданс повреждения, а затем определяют, требуется ли операция в соответствии с границами импеданса, определенными на диаграмме R / X .

Традиционные дистанционные реле и цифровые реле, которые имитируют элементы импеданса традиционных реле, не измеряют абсолютный импеданс.Они сравнивают измеренное напряжение повреждения с дублирующим напряжением, полученным из тока повреждения и настройки импеданса зоны, чтобы определить, находится ли повреждение в пределах зоны или вне зоны. Компараторы импеданса дистанционных реле или алгоритмы, которые имитируют традиционные компараторы, классифицируются в соответствии с их полярными характеристиками, количеством входных сигналов, которые они имеют, и методом, с помощью которого производится сравнение сигналов.

Общие типы сравнивают относительную амплитуду или фазу двух входных величин для получения рабочих характеристик, которые представляют собой прямые или окружности при нанесении на диаграмму R / X.На каждом этапе эволюции конструкции дистанционных реле разработка форм и усовершенствований рабочих характеристик импеданса определялась доступной технологией и приемлемой стоимостью.

Поскольку многие традиционные реле все еще используются, а некоторые цифровые реле имитируют методы традиционных реле, краткий обзор компараторов импеданса оправдан.

Пример современного реле дистанционной защиты

Реле защиты SIPROTEC 7SA522 — однолинейная схема (обеспечивает полную дистанционную защиту и включает в себя все функции, обычно требуемые для защиты линии питания)

Это реле имеет следующие функции защиты ANSI:

ANSI	Описание	ANSI	Описание
21 / 21N	Дистанционная защита	50HS	Защита от включения
FL	Локатор неисправностей	50BF	Устройство защиты от отказа выключателя
50N / 51N; 67N	Направленная защита от замыканий на землю	59/27	Защита от повышенного / пониженного напряжения
50/51/67	Резервная максимальная токовая защита	81О / У	Защита от повышения / понижения частоты
50 СТУПЕНЬ	Шина STUB-ступень максимального тока	25	Контроль синхронизма
68 / 68T	Обнаружение колебаний мощности / отключение	79	АПВ
85/21	Телезащита для дистанционной защиты	74TC	Контроль цепи отключения
27WI	Защита от слабого питания	86	Блокировка (команда ЗАКРЫТЬ — блокировка)
85 / 67N	Дистанционная защита для защиты от замыканий на землю

Теория дистанционной защиты (ВИДЕО)

Ресурс: Руководство по сетевой защите и автоматизации — Areva; SIPROTEC47SA522 — реле дистанционной защиты линий электропередачи; Пример применения дистанционной защиты с усложняющими факторами от Йофре Жакоме и Чарльза Ф. Хенвилля

.

Что такое защитные реле? — Описание и принцип действия реле защиты

Защитное реле работает как чувствительное устройство, оно определяет неисправность, затем определяет ее положение и, наконец, подает команду на отключение выключателю. Автоматический выключатель после получения команды от защитного реле отключит неисправный элемент.

Благодаря быстрому устранению неисправности с помощью быстродействующего защитного реле и соответствующего автоматического выключателя, уменьшается повреждение оборудования и уменьшаются связанные с этим опасности, такие как пожар, риск для жизни за счет удаления особенно неисправной секции.

Но непрерывность электропитания сохраняется, хотя секция остается исправной, благодаря быстрой очистке неисправности время возникновения неисправности сокращается, и поэтому система может быть восстановлена ​​в нормальное состояние раньше. Следовательно, предел стабильности переходного состояния системы значительно улучшен, предотвращается необратимое повреждение оборудования и возможность развития самого простого короткого замыкания, такого как однофазное замыкание на землю, в наиболее серьезное замыкание, такое как двойное замыкание фазы на землю. уменьшен.

Неисправность может быть уменьшена только в том случае, если защитное реле является надежным, обслуживаемым и достаточно чувствительным, чтобы различать нормальное и ненормальное состояние.Реле должно срабатывать при возникновении неисправности и не должно срабатывать, если неисправности нет. Некоторые реле используются для защиты энергосистемы. Некоторые из них являются первичной эстафетой, что означает, что они являются первой линией защиты. Такие реле обнаруживают неисправность и посылают сигнал соответствующему автоматическому выключателю для отключения и устранения неисправности.

Неисправность не может быть устранена, если автоматический выключатель не срабатывает или реле неправильно работает. Выход из строя реле происходит по трем причинам, таким как неправильная настройка, плохие контакты и разрыв цепи в катушке реле.В таких случаях вторая линия защиты обеспечивается резервными реле. Резервное реле имеет более длительное время работы, даже если они обнаруживают неисправность вместе с первичными реле.

Для достижения желаемой надежности сеть энергосистемы разделена на две разные зоны защиты. Общая защита системы разделена на разные зоны защиты. Это защита генератора, защита трансформатора, защита шины, защита линии передачи и защита фидера.Реле, используемое для защиты аппаратуры и линий передачи:

.

• Реле максимального тока
• Реле минимальной частоты
• Реле направления
• Тепловые реле
• Реле последовательности фаз
  • Реле обратной последовательности фаз
  • Реле прямой последовательности
• Дистанционные или импедансные реле
  • Реле фазового сопротивления
  • Реле углового сопротивления
  • Ом (или реактивное сопротивление) Реле
  • Реле углового сопротивления
  • Смещение реле Mho или реле с ограничениями
• Контрольные реле
  • Реле пилот-сигнала несущего канала или СВЧ-пилот-реле

Реле защиты не исключают возможность возникновения неисправности в энергосистеме, а их схемные действия начинаются только после того, как неисправность произошла в системе.Основными характеристиками хорошей релейной защиты являются ее надежность, чувствительность, простота, скорость и экономичность. Для ознакомления с защитным реле мы должны понимать некоторые важные термины.

Активизирующая величина — Это электрическая величина, которая представляет собой слияние напряжения или тока или только напряжения или тока, необходимое для работы реле.

Цепь отключения — Это цепь, которая управляет автоматическим выключателем для размыкания и состоит из катушки отключения, контактов реле, питания вспомогательной батареи переключателя и т. Д.

Характеристическое количество — Предназначено для определения срабатывания реле. Некоторые реле имеют дифференцированный отклик на одну или несколько величин, называемых характеристической величиной.

Рабочее усилие или крутящий момент — Это сила, которая стремится замкнуть контакты реле.

Сдерживающая сила или крутящий момент — Это сила или крутящий момент, которые противодействуют крутящему моменту и имеют тенденцию прерывать замыкание контактов реле.

Настройка — это фактическое значение возбуждающей величины, при которой реле работает при заданных условиях.

Энергопотребление реле — это значение мощности, потребляемой цепью реле при номинальном токе или напряжении, выраженное в ВА для переменного тока и в ваттах для постоянного тока.

Подъем — Считается, что реле срабатывает, когда оно перемещается из выключенного положения в положение включения, или срабатывание реле называется срабатыванием реле.

Рабочее реле или реле срабатывания — Это значение срабатывающей величины (тока или напряжения), которая находится на пороге, выше которого реле срабатывает и замыкает свои контакты.Если ток в реле меньше значения срабатывания, реле не срабатывает, и выключатель срабатывает от него, остается в замкнутом положении.

Уровень отключения или сброса — Это значение тока или напряжения и т. Д., Ниже которого реле размыкает свои контакты и возвращается в исходное положение. Отношение отпускаемого напряжения или значения сброса к значению срабатывания или рабочего значения называется коэффициентом отпускания или сброса.

Быстрое значение — задается временем, которое проходит между моментом, когда ток или напряжение превышает значения срабатывания срабатывания, до момента, когда контакты реле замкнуты.

Время сброса — Это время, которое проходит между моментом, когда ток или напряжение (управляющая величина) становятся меньше, чем значение сброса в то время, когда контакты реле замкнуты.

Seal-in-coil — Эта катушка не позволяет контактам реле размыкаться, когда через них протекает ток.

Время перерегулирования — это время, в течение которого накопленная рабочая энергия рассеивается после того, как характеристическая величина была внезапно восстановлена ​​с заданного значения до значения, которое оно имело в исходном положении реле.

Время устранения неисправности — Это время между наличием неисправности и моментом окончательного гашения дуги в автоматическом выключателе называется временем устранения неисправности.

Время выключателя — Время между прекращением повреждения и окончательным гашением дуги в автоматическом выключателе называется временем выключателя.

Время реле — Интервал между наличием неисправности и замыканием контактов реле называется временем реле.

Зона действия — определяется как предельное расстояние, покрываемое защитой, неисправности, выходящие за пределы которого не находятся в пределах досягаемости защиты, и должны перекрываться другим реле.

Принцип действия реле защиты

Работа реле зависит либо от электромагнитного притяжения, либо от электромагнитной индукции. Реле электромагнитного типа притяжения имеет соленоид, притягивающийся к полюсам электромагнита. Это реле работает как от источника переменного, так и от постоянного тока.

В реле электромагнитного индукционного типа используется асинхронный двигатель, внутри которого крутящий момент создается за счет процесса электромагнитной индукции.Такие реле работают только от переменного тока.

.