Файл: Б.В. Соколов Измерительные реле тока.pdf

16

Коммутационная способность контактов реле серии РТ-40: Таблица 1

Технические данные реле тока и напряжения

-в цепи постоянного тока: Р=60 Вт, U=250 В или I=2А;

-в цепи переменного тока: Р=300 Вт, U=250 В или I=2А.

Реле серии РТ-40 имеют один замыкающий и один размыкающий контакты и могут использоваться в качестве составной части (совместно с насыщающимися трансформаторами тока) в дифференциальных реле тока РНТ-565 и в дифференциальных реле тока с торможением ДЗТ-11.

2.5. Статические реле серий РСТ11…РСТ14

Статические реле максимального тока серий РСТ11…РСТ14 предназначены для использования в качестве измерительных органов токовых защит мгновенного действия или работающих с выдержкой времени (для любых присоединений электроустановок). Они пригодны для всех случаев, когда не требуются специальные меры по отстройке защиты от апериодических составляющих и высших гармоник тока, которые могут содержаться в первичных токах защищаемого объекта.

Эти реле выполнены на времяимпульсном принципе, гарантирующем хорошую помехоустойчивость. Принятое аппаратное исполнение обеспечивает четкую работу реле при больших кратностях тока повре-

17

ждения по отношению к номинальному току трансформаторов тока, когда их погрешность может достигать 80…90 %. Реле обладают повышенной сейсмостойкостью и рассчитаны для применения на объектах атомной энергетики. Для питания реле этих серий оперативным током должны использоваться надежные источники постоянного или переменного тока напряжением 220 В.

Взаводских обозначениях реле отражены условия их применения

ипараметры. Так, реле РСТ11 и РСТ12 рассчитаны на питание переменным оперативным током 220 В. Причем первое из них предназначено для сетей с рабочей частотой 50 Гц, а второе – с частотой 60 Гц. Для работы реле РСТ13 и РСТ14 необходим источник питания постоянного оперативного тока 220 В.

Вусловном обозначении реле указывается номер серии реле. Далее следует двухзначное число, отражающее максимальную уставку по току для реле данного типоисполнения.

Существует семь вариантов типовых исполнений: 04, 09, 14, 19, 24, 29, 32. Им соответствуют следующие диапазоны уставок по току: типоисполнение 04 – ток до 0,2 А; 09 – ток до 0,6 А; 14 – ток до 2 А; 19 – ток 6 А; 24 – ток до 20 А; 29 – ток до 60 А; 32 – ток до 120 А.

Третий знак условного обозначения представлен цифрой 1 или 5. Цифра 1 указывает на то, что реле предназначено для переднего подключения соединительных проводов, а цифра 5 – соответственно для заднего подключения проводов. В конце условного обозначения приводится вид климатического исполнения реле: УХЛ4 – для умеренного климата; 04 –для тропических условий.

Например, условное обозначение РСТ13-19-1-УХЛ4 означает: реле – статическое максимального тока; использование – в сетях с промышленной частотой 50 Гц на объектах с постоянным оперативным током 220 В; наибольшая уставка реле по току – 6 А; подсоединение внешних проводов – переднее; условия работы – умеренный климат.

Основные параметры реле представлены в табл. 2.

Мощность, потребляемая по цепям оперативного тока, не превы-

шает: 7 В А – в режиме до срабатывания; 8,5 В А – при срабатывании. Реле не срабатывает в момент снятия или при подаче и кратковременном исчезновении (до 50 мс) напряжения оперативного тока.

Отключающая способность контактов выходного реле (при напряжении от 24 до 250 В) в цепях постоянного тока составляет 30 Вт (не более 1А); в цепях переменного тока – до 250 В А (не более 2 А).

18

Таблица 2

Параметры статических реле

РСТ 13 - 04 УХЛ 4

Вид климатического исполнения Тип исполнения

Серия

Все элементы схемы (кроме балластных резисторов) смонтированы в общем корпусе. Переключатели уставок выведены на наружную сторону лицевой таблички.

Коэффициент возврата реле – не ниже 0,9.

На рис. 6 приведена схема функциональная реле РСТ11(13), на рис. 7 – схема принципиальная реле РСТ11 (РСТ12).

Измерительный узел реле представляет собой промежуточный трансформатор тока ТА, а узлом формирования служит выпрями-

19

тельный мост VI. Преобразующей частью узла сравнения является однопороговый компаратор А1, который используется одновременно и как первая ступень сравнения, определяющая ток срабатывания реле. В ней поступающий сигнал сравнивается с заданным опорным напряжением. Для установки опорного сигнала, с помощью которого задается уставка реле, предусмотрены переключатели уставок SB1…SB5. Они шунтируют часть резисторов, образующих делитель напряжения, питающийся от источника напряжения ± 15 В.

Рис. 6. Функциональная схема реле серии РСТ11(13)

При размыкании переключателей изменяется доля напряжения, подаваемая на вход компаратора.

Выходной сигнал однопорогового компаратора поступает на следующую ступень сравнения – времясравнивающую цепочку, содержащую конденсатор С2, резисторы R7 и R8, диод VD2 и стабилитроны VD3. Пороговым элементом этой цепочки (и одновременно исполнительной частью узла сравнения) служит триггер Шмитта А2.

Узел выхода реле состоит из транзистора VT1 и выходного электромагнитного реле типа РП13 на рабочее напряжение 110 В.

Узел питания (УП) представляет собой делитель напряжения на резисторах, в составе которого имеются стабилитроны, поддерживающие уровни напряжения ± 15 В. В компараторе А1 и триггере Шмитта А2 используются операционные усилители типа К140УД7. Для измере-

20

ния напряжений в схеме реле при различных режимах имеются контрольные точки ХР1…ХРЗ, снабженные штырьками для подключения приборов.

Регулировку уставок реле по току (выбор тока срабатывания) производят дискретно. Значение тока срабатывания на соответствующей уставке определяют в соответствии с выражением

Iср = Iуст= Imin (1+∑N), А , (11)

где Imin – ток минимальной уставки (левая граница диапазона уставок), равный 1/4 значения тока правой границы диапазона уставок, соответствующего второму числу в условном обозначении реле; ∑N – сумма чисел, указанных на шкале тех переключателей уставок (SB1…SB5), шлицы которых установлены горизонтально (т.е. поставлены в положение, при котором риски на торцах головок переключателей установлены горизонтально в сторону выбранных чисел 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6). При этом контакты соответствующих переключателей разомкнуты, а резисторы R9…R13 (рис. 7) введены в работу, что приводит к повышению порога срабатывания компаратора DА1. При необходимости ток срабатывания реле можно корректировать с помощью переменного резистора R3, расположенного на лицевой стороне платы реле.

Нормальная работа реле в зоне умеренного климата обеспечивается (гарантируется) в диапазоне температур окружающей среды от –20 до +55 °С и относительной влажности воздуха не более 80 % при 25 °С.

По своим техническим данным реле РСТ11 … РСТ14 близки к хорошо зарекомендовавшим себя в эксплуатации электромагнитным реле максимального тока серии РТ-40. Так, коэффициент возврата реле серии РСТ превышает 0,9; время его действия составляет: при токе 1,2Iср

– не более 60 мс, при токе 1,3Iср – не более 35 мс. Наибольшее время возврата реле составляет до 70 мс.

Предельный ток, размыкаемый контактами реле, не должен превышать: 1А – на постоянном оперативном токе; 2А – на переменном оперативном токе.

Надежная работа реле серии РСТ при значительных искажениях формы кривой вторичного тока достигается за счет того, что для действия реле достаточно, чтобы ширина входного импульса тока превысила 1/12 периода. Мгновенное значение тока при этом находится на уровне 97 % максимального.

21

Описание принципиальной схемы реле РСТ 11(12)

Принципиальная схема реле приведена на рис. 7. Буквой «Е» обозначен контур, ограничивающий элементы схемы, расположенные на печатнойплате.

Реле состоит из следующих частей: воспринимающей (промежуточный трансформатор ТА1), преобразующей (выпрямительный мост VD10…VD13, выход которого подключен к резистору R1), сравнивающей (пороговый элемент на операционном усилителе, интегрирующаяRС-цепь и триггер Шмитта) и исполнительной (промежуточное реле К1, включенное вцепь коллектора транзистора VТ1).

Положение переключателей уставок SВ1…SВ5 на схемах соответствует минимальной уставке по току срабатывания реле. Числа над переключателями соответствуют числам на шкале уставок реле.

Пороговый элемент реле выполнен на компараторе DА1. Порог компаратора определяется напряжением на цепи резисторов R6, R9…R13, которое практически пропорционально сопротивлению этой цепи, так как ток в ней задается резисторами R9…R13, имеющими большое сопротивление. Переменный резистор RЗ служит для точной подстройки величины тока уставки. Диод VD1 предназначен для защиты компаратора DА1 при больших токах на входе реле.

При отсутствии тока на входе реле напряжение на выходе компаратора DА1 имеет максимальное положительное значение и составляет +15 В. Этим напряжением заряжен конденсатор С2. При наличии входного тока в моменты времени, когда мгновенное значение переменного сигнала на инвертирующем входе 2 компаратора DА1 превышает напряжение порога, на выходе компаратора появляется максимальное отрицательное напряжение -15 В. Конденсатор С2 быстро перезаряжается через параллельно включенные резисторы R7, R8 и диод VD2. В промежутке времени, когда мгновенное значение сигнала ниже порога, на выходе компаратора DА1 вновь появляется положительное напряжение, диод VD2 запирается, и конденсатор С2 медленно заряжается через резистор R7. С этой целью сопротивлениеR7 выбранов3 разабольшимсопротивлениярезистораR8.

При увеличении амплитуды входного тока время заряда конденсатора С2 отрицательным напряжением увеличивается, а время заряда положительным напряжением уменьшается. Поэтому амплитуда отрицательного напряжения на С2 увеличивается, а положительного – уменьшается. При токе, равном току срабатывания реле, амплитуда сигнала на конденсаторе С2 достигает отрицательного порога срабатывания триггера