Теоретическая часть. Под реле понимают такой электрический аппарат, в котором при плавном изменении управляющего (входного) параметра до определенной наперед заданной величины

Под реле понимают такой электрический аппарат, в котором при плавном изменении управляющего (входного) параметра до определенной наперед заданной величины происходит скачкообразное изменение управляемого (выходного) параметра. Хотя бы один из этих параметров должен быть электрическим.

По области применения реле можно разделить на реле для схем автоматики, для управления и защиты электропривода и защиты энергосистем. По принципу действия реле делятся на электромагнитные, поляризованные, тепловые, индукционные, магнитоэлектрические, полупроводниковые и др.

В зависимости от входного параметра реле можно разделить на реле тока, напряжения, мощности, частоты и других величин. Отметим, что реле может реагировать не только на входной параметр, но и на разность значений (дифференциальное реле), изменение знака или скорости изменения входного параметра.

По принципу воздействия на управляемую цепь реле делятся на контактные и бесконтактные. Выходным параметром бесконтактных реле является резкое изменение сопротивления, включенного в управляемую цепь. Разомкнутому состоянию контактов контактного реле соответствует большое сопротивление управляемой цепи бесконтактного реле. Это состояние бесконтактного реле называется закрытым. Замкнутому состоянию контактов контактного реле соответствует малое сопротивление в управляемой цепи бесконтактного реле. Такое состояние бесконтактного реле называется открытым.

По способу включения реле различаются на первичные и вторичные. Первичные реле включаются в управляемую цепь непосредственно, вторичные – через измерительные трансформаторы.

Рассмотрим характеристику управления реле, представляющую собой зависимость выходного параметра от входного для реле с замыкающим контактом. У этих реле при отсутствии входного сигнала контакты разомкнуты и ток в управляемой цепи равен нулю. Значение входного параметра х (напряжения, тока и т.д.), при котором происходит срабатывание реле, называется параметром (напряжением, током и т.д.) срабатывания. До тех пор, пока х < х _ср, выходной параметр у равен нулю либо своему минимальному значению у_min (для бесконтактных аппаратов). При х = х _ср выходной параметр скачком меняется от y _min до y _max. Происходит срабатывание реле. Если после срабатывания уменьшать значение входного параметра, то при х ≤ х _отп происходит скачкообразное возвращение выходного параметра от значения y _max до 0 или y _min – отпускание реле.

Значение входного параметра, при котором происходит скачкообразное отпускание реле, называется параметром отпускания. Значения параметров срабатывания или отпускания, на которые отрегулировано реле, называются уставкой по входному параметру.

Время с момента подачи команды на срабатывание до момента начала возрастания выходного параметра называется временем срабатывания. Это время зависит от конструкции реле, схемы его включения и входного параметра. Чем больше значение входного параметра х _ном по сравнению с х _ср, тем быстрее срабатывание реле.

Отношение х _ном./ х _ср. называется коэффициентом запаса. Следует отметить, что с ростом коэффициента запаса возрастает вибрация контактов электромагнитного реле. Для ряда реле очень важно отношение х _отп./ х _ср., называемое коэффициентом возврата.

Время с момента подачи команды на отключение до достижения минимального значения выходного параметра называется временем отключения. Для контактных реле это время состоит из двух интервалов – времени отпускания и времени горения дуги.

Требования к реле в значительной мере определяются их назначением. К реле защиты энергосистем предъявляются требования селективности, быстродействия, чувствительности и надежности.

Под селективностью понимается способность реле отключать только поврежденный участок энергосистемы. Достаточно высокое быстродействие позволяет резко снизить последствия аварии, сохранить устойчивость системы при аварийных режимах, обеспечить высокое качество электроэнергии. Минимальное значение входного параметра, при котором реле срабатывает, называется чувствительностью. Увеличение чувствительности позволяет улучшить качество электротехнических устройств. Так, например, повышение чувствительности релейной защиты позволяет сократить длину электропередачи, которая не может быть защищена от аварийных режимов.

Реле для защиты энергосистем должны иметь высокую надежность. В противном случае возможно развитие тяжелых аварий и недоотпуск большого количества электроэнергии.

К реле для схем автоматики, а также для управления и защиты электропривода предъявляются самые разнообразные специфические требования. Это реле работают в тяжелых условиях эксплуатации.

Электромагнитные реле находят широкое применение в схемах защиты и автоматики. Они обеспечивают максимальную, минимальную и нулевую защиту по току и напряжению, а так же позволяют осуществлять автоматический пуск, реверс, торможение и остановку двигателей постоянного тока.

Рисунок 8.1 – Принцип действия электромагнитного реле

Используемое оборудование:

• лабораторный модуль «Электромагнитное реле» (рисунок 8.2);

• модуль «Секундомер и светосигнальная арматура»;

• «Модуль питания»;

• «Модуль измерительный»;

• Соединительные проводники.

Рисунок 8.2 — Внешний вид передней панели лабораторного модуля «Электромагнитное реле»