Elektromehanski tokovni rele

Kaj je trenutni rele? Takšno vprašanje se pogosto pojavlja med študenti in samouk električarji. Odgovor je precej preprost, toda v učbenikih in številnih člankih na internetu vsebuje ogromno formul in sklicevanj na različne zakone. V članku bomo poskušali pojasniti, kaj je to in kako deluje dobesedno na prstih.

Naprava s trenutnim relejem

Najprej poglejmo načelo trenutnega releja in njegove naprave. Trenutno obstajajo elektromagnetni, indukcijski in elektronski releji.

Razstavili bomo napravo najpogostejših elektromagnetnih relejev. Poleg tega zagotavljajo možnost, da se najbolj jasno razume njihovo načelo delovanja.

Elektromagnetna tokovna relejna naprava

• Začnimo z osnovnimi elementi katerega koli trenutnega releja. To nujno ima magnetno jedro. Poleg tega ima to magnetno jedro območje z zračno režo. Obstajajo lahko 1, 2 ali več takšnih vrzeli, odvisno od oblike magnetnega vezja. Na naši fotografiji sta dve takšni vrzeli.
• Na fiksnem delu magnetnega kroga je tuljava. Premični del magnetnega kroga je pritrjen z vzmetjo, ki preprečuje povezavo obeh delov magnetnega vezja.

Načelo delovanja elektromagnetnega tokovnega releja

• Ko se na tuljavi pojavi napetost, se EMF sproži v magnetnem vezju. Zaradi tega premikajoči se in stacionarni deli magnetnega kroga postanejo kot dva magneta, ki se želita povezati. Spomladi jim ne omogočajo, da to storijo.
• Z naraščanjem toka v navitju se bo povečala emf. V skladu s tem se bo povečala privlačnost gibljivega in fiksnega dela magnetnega kroga. Ko se doseže določena vrednost jakosti toka, bo EMF tako visoka, da bo premagala upor vzmeti.
• Zračna reža med dvema deloma magnetnega kroga se bo začela zmanjševati. Toda kot pravi navodilo in logika, manjša je zračna reža, večja je privlačna sila in hitreje se povežejo magnetna jedra. Posledično postopek zamenjave traja stotinke sekunde.

Obstajajo trenutni releji različnih vrst zmogljivosti

• Premični kontakti so trdno pritrjeni na gibljivi del magnetnega vezja. Zapirajo se s fiksnimi kontakti in signalizirajo, da je tok na tuljavi releja dosegel nastavljeno vrednost.

Trenutna nastavitev trenutne prilagoditve

• Če se želite vrniti v prvotni položaj, se mora tok v releju zmanjšati kot v videu. Koliko naj se zmanjša, je odvisno od tako imenovanega povratnega koeficienta releja.

To je odvisno od konstrukcije in se lahko zaradi napetosti ali oslabitve vzmeti prilagodi individualno za vsak rele. To je povsem mogoče storiti sami.

Namen in načini priključitve tokovnega releja

Tokovni in napetostni releji so glavni elementi skoraj vseh osnovnih zaščit. Zato poglejmo podrobneje njihov obseg in vezalni načrt.

Namen trenutnega releja

In najprej, poglejmo, ampak zakaj dejansko potrebujemo ta trenutni rele? Da bi odgovorili na to vprašanje, bi se morali nekoliko potopiti v teorijo. Vendar pa bomo poskušali narediti to čim bolj površno in dostopno.

• Vsaka električna napeljava ima dva glavna parametra svojega dela - to je tok in napetost. Z nadzorovanjem teh dveh parametrov je mogoče oceniti delovanje opreme in morebitne napake.
• Trenutni rele, kot lahko uganete, nadzoruje tok. In če njegovo zmanjšanje govori le o zmanjšanju obremenitve, potem njegovo povečanje v večini primerov pomeni resno okvaro. Da ne bi obravnavali podrobneje, vzemimo za primer električni motor.

Zaščitno vezje motorja releja

• Motor ima nazivni tok, na primer 50A. Rahlo povečanje toka, recimo do 55A, signalizira preobremenitev. V tem primeru se motor ne sme takoj ustaviti, ker je preobremenitev lahko začasna, in v skladu z EI se lahko večina električnih motorjev občasno preobremeni.
• Neprekinjeno delovanje z višjim nazivnim tokom pa lahko pokaže mehansko okvaro ali druge težave. Zato je treba motor po izteku obremenitve po določenem času izklopiti.

Zaščita pred preobremenitvijo

• Tokovna in časovna vezja zagotavljajo takšno zaščito. Ko se tok poveča nad nominalno vrednost 50A, se aktivira tokovni rele. S svojimi kontakti zažene časovni rele, ki šteje dovoljeni čas delovanja motorja v stanju kaljenja. Če v tem času trenutni rele ne izgine, se časovni rele aktivira in izklopi elektromotor.

Bodite pozorni! Zaščita pred preobremenitvijo je treba obnoviti od zagona motorja. Kot veste, pri zagonu lahko zagonski tok doseže do desetkrat nominalno (običajno pet ali šestkrat). Da bi se izognili lažnemu sproženju zaščite pred preobremenitvijo, mora biti časovni zamik daljši od časa obračanja motorja.

Trenutna prekinitev

• Zdaj pa vzemimo še eno situacijo . Naš motor ima kratek stik. To je treba čim prej onemogočiti. Za kratek stik je značilno močno povečanje toka. Glede na vrsto kratkega stika lahko ti tokovi presežejo 10-kratno nazivno vrednost.
• Na podlagi tega moramo postaviti trenutni rele, katerega vezje se bo odzvalo na tak tok, in ga takoj izklopiti. Takšna zaščita se imenuje trenutni izklop. Ko zaščita takoj izklopi električno opremo, ko je dosežena določena trenutna vrednost.

Tokovni releji s časovno omejitvijo

• Vendar pa obstajajo kratki stiki, ki nimajo tako velikih tokov. V tem primeru se trenutni rele in njegov vezni načrt nekoliko spremenita. Njegovo načelo delovanja je podobno zaščiti pred preobremenitvijo, samo večji je tok, hitreje bo izklopil naš električni motor. To se doseže z združevanjem ene naprave in časovnega releja in toka. Takšna zaščita se imenuje nadtok.

Tokovna zaščita je vgrajena v stikalo

• Obstaja tudi zaščita pred enofaznimi ozemljitvenimi napakami, zaščita pred negativnimi tokovi zaporedja, diferencialna zaščita, zaščita na daljavo in številni drugi relejski tokokrogi, ki uporabljajo tokovni rele.

Toda to so že bolj specifične obrambe, ki zahtevajo globlje razumevanje procesov. Zato jih v našem članku ne bomo upoštevali.

Diagrami trenutnih povezav releja

Po pregledu naprave in namenu trenutnega releja, lahko greste na vprašanje njihove povezave. Obstajata dve glavni možnosti - neposredno ali preko transformatorja.

Oglejmo si vsako od teh možnosti:

• Releji so lahko neposredno priključeni na električne napeljave z napetostjo do 1000V. To je posledica dejstva, da bi bilo treba z višjo napetostjo bistveno povečati dimenzije releja, da bi zagotovili ustrezno izolacijo in pretok velikih tokov. Zaradi tega bi se cena releja prav tako povečala.

Neposredno priključen tokovni rele

• Potrošniki do 1000 V običajno niso najbolj odgovorni, zato se zaščita izvaja v eni ali dveh fazah. Zaščito pa je mogoče izvajati na vseh treh fazah. V ta namen se preprosto zaporedoma z obremenitvijo vklopi tuljava releja toka na eni ali več fazah.

Tokovni rele

• Številni tokovni releji vsebujejo dve tuljavi. Za njih se lahko uporabljajo v serijski ali vzporedni povezavi navitij trenutnega releja. To je potrebno za spremembo obratovalnih omejitev releja.
• Kot primer vzemite rele PT 40. Ko so tuljave priključene vzporedno, se odzivni tok spreminja od 0,1 do 100A. Ko so navitja priključena zaporedno, se meja delovanja lahko nastavi v območju 0,2 - 200A.

Bodite pozorni! Če potrebujete omejitev odziva 0.1-100A, potem načeloma ne morete povezati drugega navitja.

Tokovni transformator 6 - 10kV

Tokovni transformator 110kV in več

• Pogosteje električni tokokrogi za priključitev tokovnih relejev vključujejo uporabo tokovnih transformatorjev. Te naprave vam omogočajo, da pretvorite kateri koli tok v vrednosti 1 ali 5 A.

Priključni načrt tokovnega releja preko tokovnega transformatorja

• Takšni potrošniki se običajno štejejo za odgovorne, zato se trenutna zaščita izvaja v vsaki fazi . Načelo povezave je preprosto. Tuljava releja je preprosto priključena na sponke tokovnega transformatorja.

Pozor! Ampak tukaj je treba spomniti, da trenutni transformatorji in vsi sekundarni preklopi delujejo v načinu blizu kratkega stika. Zato je prekinitev takšnih tokokrogov preobremenjena s poškodbami tokovnega transformatorja in hudimi posledicami za ljudi. Zato je treba pred vsakim stikalom v tokovnih tokokrogih kratkostično povezati z mostičkom. Ali, da preklopite na električno opremo, pridobljeno s popravilom.

Zaključek

Tokovni rele in električni tokokrog njegove povezave imata številne nianse. Če greste v vsakega, dobite celoten učbenik. Naš cilj je bil, da vam podamo splošno predstavo o tem releju v najbolj dostopnem jeziku. Zato nekatera vprašanja v našem članku niso v celoti razkrita ali preprosto. Več podrobnosti o vsakem vidiku je treba razumeti na podlagi obstoječih pogojev.