ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

РБМ 171 и 271 - Реле направления мощности

РБМ 171 и 271 - Реле направления мощности

1. Технические характеристики реле направления мощности РБМ-171 И РБМ-271
2. Назначение и область применения реле направления мощности
3. Фазовые соотношения между токами и напряжениями при коротком замыкании и их использование для создания реле направления мощности
4. Конструкция и принцип действия реле направления мощности типов ИМБ и РБМ
5. Особенности выполнения различных типов реле направления мощности
6. Проверка механической части реле типов ИМБ и РБМ
7. Проверка и регулировка электрических характеристик реле типов ИМБ и РБМ
8. Схемы включения реле направления мощности к первичным токам и напряжениям через измерительные трансформаторы
9. Проверка правильности включения реле направления мощности
10. Приборы и инструменты, необходимые для проверки реле направления мощности
11. Циркуляр об изменении конструкции реле максимального тока серии РТ-40 и реле направления мощности серий РБМ-170 и РБМ-270, РБМ 171 и 271, РБМ 178 и 278. УДК 621.316.925.2.004(044)
12. Нормы времени и объем работ при техническом обслуживании реле мощности PCM-13, РМП-272, PM-11(12), ИМБ-171(177, 178), PБM-171(177, 178), РБМ-271, РБМ-277(278), РБМ-273 - РБМ-276

4. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ ТИПОВ ИМБ И РБМ

Реле типов ИМБ и РБМ являются индукционными однофазными реле с цилиндрическим ротором (барабанчиком).
Отдельные типы реле отличаются друг от друга контактной системой (односторонняя или двусторонняя), зазором между полюсами и стальными сердечниками (тип ИМБ — зазор порядка 2 мм, тип РБМ — зазор порядка 1мм), обмоточными данными катушек и величинами добавочных активных сопротивлений и емкостей конденсаторов.
Принципиальная конструктивная схема реле одинакова для всех типов реле и показана на рис. 7.

Конструктивная схема реле типов ИМБ и РБМ

Рис. 7. Конструктивная схема реле типов ИМБ и РБМ.

На оси 1, закрепленной в нижнем (2) и верхнем (3) подпятниках, укреплены алюминиевый ротор (барабанчик) 4, упоры 5, планка 6 с подвижным контактом 7 и один конец моментной пружины 8. У реле двустороннего действия противодействующий момент создается двумя пружинами, и планка несет на себе не один, а два подвижных контакта. Более подробно конструктивное выполнение отдельных узлов реле будет рассмотрено ниже.
Магнитная система реле состоит из замкнутого квадратного магнитопровода9 с четырьмя выступающими внутрь полюсами.
Для уменьшения магнитного сопротивления междуполюсного пространства в центре между полюсами расположен стальной цилиндрический сердечник 10. Между полюсами и стальным сердечником образуется равномерный зазор 1—2 мм. В зазоре расположен цилиндрический алюминиевый ротор (барабанчик), укрепленный на оси.
Магнитные потоки создаются двумя обмотками — обмоткой тока и обмоткой напряжения. Обмотка напряжения состоит из четырех последовательно соединенных катушек 11, расположенных на внешнеммагнитопроводе. Соединение этих катушек между собой выполнено таким образом, что магнитные потоки от них проходят через одну пару полюсов (на рис. 7 через вертикальные полюсы) и создают общий поток ФН.
Последовательно с обмоткой напряжения включается сопротивление 13. В зависимости от вида и величины этого сопротивления меняется угловая характеристика реле направления мощности (меняется угол максимальной чувствительности реле φМ.Ч).
Токовая обмотка состоит из двух последовательно соединенных катушек 12, надетых на два полюса. Эти катушки соединены таким образом, что магнитный поток, ФТ, создаваемый током, проходит по двум другим полюсам (на рис. 7 через горизонтальные полюсы).
Таким образом, токи, проходящие по обмоткам тока и напряжения, создают два взаимно перпендикулярных в пространстве магнитных потока ФН и ФТ, пронизывающих цилиндрический алюминиевый барабанчик и создающих в нем вихревые токи.
Для приведенного на рис. 7 реле индукционной системы величина вращающего момента, создаваемого за счет взаимодействия потока ФН с током, индуктированным в барабанчике потоком ФТ, и потоком ФТ с током, индуктированным в барабанчике потоком ФН, определяется выражением

М = KФП• ФТsinψ,                                                               (1)

где К — постоянный коэффициент для данной конструкции реле;
ФП  и ФТ — действующие значения магнитных потоков, создаваемых токами, проходящими по обмоткам напряжения и тока;
ψ — фазовый угол между векторами потоков ФП иФТ.
Вывод формулы (1) производится с применением дифференциального исчисления.


Реле направления мощности
Рис. 8. Реле направления мощности.
а — цепь напряжения; б — цепь тока; в — векторная диаграмма.
Точками обозначены однополярные зажимы.

Формулой (1) пользоваться трудно, так как магнитные потоки обычно нелегко замерить, поэтому ее преобразуют в более удобный вид. Для этого необходимо рассмотреть электрические схемы цепей напряжения и тока реле направления мощности и соответствующую им векторную диаграмму.
На рис. 8 представлена электрическая схема реле направления мощности. Стрелками указаны принятые положительные направления для токов, напряжений и магнитных потоков. На рис. 8,впредставлена векторная диаграмма, когда добавочное сопротивление (13 на рис. 7) равно нулю.
Построение векторной диаграммы реле направления мощности следует начинать с вектора напряжения UP, подведенного к реле. Его положение может быть взято произвольно, и мы расположим его вертикально.
Сопротивление цепи напряжения (рис. 8,а) смешанное, индуктивно-активное. Поэтому ток, проходящий по цепи напряжения iН, изобразится вектором IН, отстающим от вектора напряжения UPна угол δ, определяемый соотношением активного и индуктивного сопротивлений цепи.
Вектор магнитного потока ФН, создаваемого током iН, мы считаем совпадающим с вектором тока IН, не учитывая при этом потерь в железе магнитопровода. Аналогично принято, что вектор магнитного потока ФТ совпадает с вектором тока, подведенного к реле iP.
Согласно формуле (1), если ток, подведенный к реле направления мощности iP(рис. 8,б), и создаваемый им магнитный поток ФТ будут в векторном изображении совпадать с вектором магнитного потока ФН, то вращающий момент на реле направления будет равен нулю, так как ψ = 0.
Вращающий момент будет равен нулю и при угле ψ= 180°, так как sin 180° равен нулю. Следовательно, на векторной диаграмме реле линия нулевых моментов 1—1, разделяющая зону срабатывания и зону заклинивания проходит по вектору магнитного потока ФН и тока IН под углом δ к вектору напряжения UP.
Согласно той же формуле (1) вращающий момент на реле направления мощности будет максимальным, когда угол ψ будет равен плюс 90 и минус 90°. Проведем в этом направлении линию максимальных моментов 2-2. Когда ток iP будет изображаться вектором, совпадающим с линией 2-2, момент на реле будет максимальным. Расположение контактов и полярность обмоток тока и напряжения подобраны в реле таким образом, что реле замыкает свои контакты и имеет максимальный момент на замыкание контактов, когда ток iPи совпадающий с ним магнитный поток ФТопережают ток iН и совпадающий с ним магнитный поток ФН на угол 90°. Согласно векторной диаграмме это соответствует положению вектора iP, опережающему вектор UP на угол φМ.Ч.- Как указано выше, угол φМ.Чносит название угла максимальной чувствительности и определяет положение вектора тока iPотносительно вектора напряжения UP, при котором реле имеет максимальный момент на замыкание контактов.
Произведем преобразование формулы (1).

Заменим действующие значения магнитных потоков ФН и ФТ на пропорциональные им действующие значения напряжения и тока, подводимых к реле
М = K1UPiPsin ψ.
Как уже известно, угол ψ— это угол между магнитными потоками, и он отсчитывался от вектора ФН. Для облегчения операций необходимо не только заменить потоки током и напряжением, подводимым к реле, но и производить отсчет угла от вектора напряжения UP.
Для перехода от угла ψ к углу между током iP и напряжением UP па векторную диаграмму реле нанесем в произвольном направлении вектор тока iPiPи обозначим угол между векторами UP и iP значением φP.
Тогда формула моментов может быть преобразована следующим образом:

М = K1UPiPsinψ=K1UPiPsin(δ—φP).

Сумма углов δ и φМ.Чравна 90°. Однако учитывая знаки углов (угол δ отложен от UP в положительном направлении, а угол φМ.Чв отрицательном), это соотношение можно записать как

δ+ (—φМ.Ч) =90°.

Тогда

δ = 90°+φМ.Ч

и

M = K1UPiPsin(90—φP + φМ.Ч).

После преобразования окончательно получаем:

M = K1UPiPcos(φP—φМ.Ч).                             (2)

В формулу (2) φМ.Чподставляется со своим знаком, указываемым в каталогах и справочниках.
Приведенная формула вращающего момента является основной для всех реле ИМБ и РБМ.
В различной литературе при выводе формулы вращающего момента реле направления мощности (2) вместо угла φМ.Чиспользуется равной ему по величине угол —α. Тогда формула вращающего момента принимает вид:

M = K1UPiPcos(φP)                              (3)    

Встречаются и другие выражения для определения момента на реле направления мощности. Однако все они легко приводятся к формуле (2). В данной брошюре в качестве основного приведено выражение (2), так как обозначение φМ.Чточнее отражает сущность этого угла.
Ниже рассматриваются конструкции отдельных узлов реле направления мощности.


Устройство подпятников

Рис. 9. Устройство подпятников.
а — нижний подпятник реле типа ИМБ; б — верхний подпятник; в — нижний подпятник реле типа РБМ

Нижний подпятник реле типа ИМБ (рис. 9,а) представляет из себя полый винт 1, во внутренней полости которого размещена опорная пружина 2, и опирающийся на эту пружину направляющий футор 3снаправляющим4 и плоским 5 камнями. Со стороны наружного отверстия футор завальцован.
Для фиксации положения и закрепления нижнего подпятника на несущей планке предусмотрена контргайка 6, перемещающаяся по внешней резьбе подпятника.
На рис. 9,вприведена конструкция нижнего подпятника реле типа РБМ. Отличие его от нижнего подпятникареле типа ИМБ состоит в конструкции футора. Нижний подпятник реле типа РБМ может перемещаться не только по вертикальной оси, но и в горизонтальной плоскости за счет небольших качаний футора, что облегчает центровку подвижной системы реле.
Верхний подпятник одинаков для реле типов ИМБ и РБМ. Он показан на рис. 9,б и представляет из себя массивный цилиндр со вставленными в него направляющим и плоским камнями.
На рис. 10 показана конструкция барабанчика 1, укрепленного на оси 2.

Барабанчик реле с осью Сердечник реле

Рис. 10. Барабанчик реле с осью.

Рис. 11. Сердечник реле.

На рис. 11 приведены конструкция и крепление стального сердечника и нижнего подпятника к несущей планке.
В несущей планке 1 имеется отверстие, через которое вставляется и закрепляется большой гайкой 2 цилиндрической конец с резьбой стального сердечника 3 (см. также рис. 7).
Стальной сердечник имеет форму цилиндра с небольшим срезом по образующей для регулировки самохода.
Внутри стального сердечника имеется сквозное отверстие, по которому проходит ось, опирающаяся на нижний подпятник 4. Винт нижнего подпятника ввертывается в нижнюю часть внутреннего отверстия стального сердечника и контрится гайкой 5.
На рис. 12,а представлена конструкция контактной системы реле типа ИМБ одностороннего действия.


Конструкция контактной системы.а — реле типа ИМБ; б — реле типа РБМ

Рис. 12. Конструкция контактной системы.а — реле типа ИМБ; б — реле типа РБМ.


Реле имеет один замыкающий контакт. Подвижной контакт 1 укреплен на планке 2 и изолирован от оси 3 пластмассовой втулкой 4.Токоподводом является спиральная возвратная пружина, изолированная от металлических деталей реле. Неподвижный контакт 5 прикреплен к плоской пружине 6 из фосфористой гибкой бронзы, укрепленной в пластмассовой колодке 7. Контакты имеют форму цилиндрических штифтов, оси ихвзаимно перпендикулярны. Колодка неподвижного контакта перемещается в овальных отверстиях плато 11, к которому она прикрепляется с помощью стяжных болтиков. Перемещением колодки производится регулировка зазора между контактами и угла встречи контактов. Регулировка зазора может также производиться регулировочным винтом 8. Жесткая задняя упорная пластинка 9 (ограничитель) гасит вибрацию пружины 6 при ударе подвижного контакта 1 по неподвижному контакту 5. Передняя упорная пластина 10 создает предварительное нажатие на пружину 6.
На рис. 12,б приведена конструкция контактной системы реле типа РБМ одностороннего действия.
Реле имеет один замыкающий контакт. Штифт подвижного контакта 1 установлен на пластмассовой траверсе 2, укрепленной на оси 3. Подвижной контакт предназначен для замыкания цепи между двумя неподвижными контактами 4, укрепленными на колодке 5. Для улучшения работы контактов предусмотрены передние 6 и задние 7 упорные пластины. Для регулировки положения неподвижных контактов предусмотрены отверстия в плато 9, по которым может перемещаться колодка, и регулировочные винты 8.

Конструкция контактной системы реле типа РБМ-270

Рис. 13. Конструкция контактной системы реле типа РБМ-270.

На рис. 13 дана конструкция контактной системы реле типа РБМ двустороннего действия с одним замыкающим контактом в каждую сторону. На пластмассовой траверсе 1, укрепленной на оси реле 9, размещены два серебряных подвижных контакта 2, каждый из которых может замкнуть свой неподвижный контакт 3. При отсутствии момента на реле подвижные контакты устанавливаются в среднем нейтральном положении и тогда оба контакта разомкнуты. Такое положение траверсы задается двумя спиральными возвратными пружинами 7, действующими через рычаги 4 на штифт 5, укрепленный на траверсе подвижного контакта 1. Действие каждой пружины ограничено упором 6. Поскольку рычаги 4 механически не связаны со штифтом 5, то каждая пружина противодействует замыканию только «своего» контакта. Натяжение каждой возвратной пружины 7 регулируется своим регулировочным колесиком 8, закрепленным двумя стопорными винтами.

Конструкция неподвижных контактов аналогична конструкции реле РБМ (рис. 12,б).

 

 

19 Март, 2008              90485              ]]>Печать]]>
3 / 10 ( Средне )

Последние комментарии : 3

Андрей             Добавлен: 20 Декабрь, 2014 17:42       Ответить

Благадарен за информацию, нашёл ответ, на который информировали  от посторонних, убеждали совершенно в обратном. 

Олег             Добавлен: 28 Март, 2015 17:22       Ответить
Вы написали, что к реле мощности подводятся фазный ток (Ia) и линейное напряжение (Ubc). Для чего же используется 3Uo в реле мощности?
Александр             Добавлен: 22 Октябрь, 2019 09:19       Ответить

3Uo используется для применения реле в схеме защит от замыканий на землю.

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)


Вверх страницы