Что такое тепловое реле и для чего оно нужно. Как работает тепловое реле. Какие бывают виды тепловых реле. Как правильно выбрать и подключить тепловое реле.
Назначение и принцип работы теплового реле
Тепловое реле — это электромеханическое устройство защиты, предназначенное для отключения электродвигателя при длительных перегрузках. Принцип его работы основан на нагреве биметаллической пластины под действием протекающего тока.
Основные функции теплового реле:
- Защита электродвигателя от перегрева при длительных перегрузках
- Отключение двигателя при заклинивании ротора
- Защита от обрыва фазы
- Защита от асимметрии фаз
При протекании тока через нагревательный элемент реле происходит нагрев биметаллической пластины. При достижении определенной температуры пластина изгибается и размыкает контакты в цепи управления двигателем, отключая его от питания.
Устройство и конструкция теплового реле
Основные элементы конструкции теплового реле:
- Биметаллическая пластина
- Нагревательный элемент
- Контактная система
- Механизм регулировки тока срабатывания
- Кнопка возврата контактов в исходное положение
Биметаллическая пластина состоит из двух металлов с разными коэффициентами теплового расширения. При нагреве она изгибается, воздействуя на контактную систему. Ток протекает через нагревательный элемент, который передает тепло на биметаллическую пластину.
Виды тепловых реле
По конструкции и принципу действия различают следующие основные виды тепловых реле:
1. Электромеханические тепловые реле
Классический вариант с биметаллической пластиной и нагревательным элементом. Наиболее распространены из-за простоты и надежности.
2. Электронные тепловые реле
Используют электронные датчики тока и микропроцессорную обработку сигнала. Обеспечивают более точную защиту.
3. Термисторные реле
В качестве чувствительного элемента применяется термистор, меняющий сопротивление при нагреве.
4. Биметаллические реле без нагревателя
Ток протекает непосредственно через биметаллическую пластину, нагревая ее.
Как выбрать тепловое реле
При выборе теплового реле нужно учитывать следующие параметры:
- Номинальный ток двигателя
- Диапазон регулировки тока срабатывания
- Класс расцепления
- Количество полюсов (для трехфазных двигателей)
- Тип монтажа (на контактор или отдельно)
Ток срабатывания реле рекомендуется устанавливать на 5-10% выше номинального тока двигателя. Это позволит избежать ложных срабатываний при кратковременных перегрузках.
Схема подключения теплового реле
Тепловое реле включается последовательно в силовую цепь питания электродвигателя. Его контакты управления подключаются в цепь катушки магнитного пускателя.
Типовая схема подключения трехфазного теплового реле:
- Силовые контакты реле включаются в разрыв двух фаз питания двигателя
- Нормально замкнутый контакт реле подключается последовательно с катушкой пускателя
- Нормально разомкнутый контакт можно использовать для сигнализации
При срабатывании реле размыкает цепь катушки пускателя, отключая двигатель от сети. Для повторного пуска нужно устранить причину перегрузки и вернуть контакты реле в исходное положение.
Регулировка и настройка теплового реле
Правильная настройка теплового реле обеспечивает надежную защиту двигателя. Основные этапы регулировки:
- Определить номинальный ток двигателя по паспорту или шильдику
- Установить ток срабатывания реле на 5-10% выше номинального
- Проверить время срабатывания при токе 1,5 от номинального
- При необходимости скорректировать уставку
Важно учитывать температуру окружающей среды — при высокой температуре ток срабатывания нужно увеличить. Некоторые современные реле имеют температурную компенсацию.
Преимущества и недостатки тепловых реле
Основные достоинства тепловых реле:
- Простота конструкции и надежность
- Невысокая стоимость
- Возможность защиты от нескольких видов перегрузок
- Не требуют настройки при замене двигателя на аналогичный
К недостаткам можно отнести:
- Относительно невысокую точность срабатывания
- Зависимость от температуры окружающей среды
- Невозможность защиты от коротких замыканий
Несмотря на появление более совершенных устройств защиты, тепловые реле остаются востребованными благодаря простоте и надежности. Они широко применяются для защиты электродвигателей в промышленности, коммунальном хозяйстве, на транспорте.
Тепловое реле несет защитные функции элекроцепи и электроприбора в целом от перегрузок в сети. Работа этого элемента может быть напоминать функционирование теплового разъединителя или автоматического выключателя. От перегрузки, ее величины – отклонение от предусмотренного номинального значения. Срабатывание теплового реле происходит спустя определенное время, вычисляющийся по токо-временным характеристикам.
В статье рассмотрены все вопросы работы, правила выбора, особенности установки. Также в качестве бонуса в материале содержится подробное техническое описание теплового реле и видеоролик на эту тематику.
Тепловое реле
Назначение и принцип работы
При перегрузке электродвигателей повышается потребляемый ток, соответственно увеличивается его нагрев. Если двигатель перегревается – нарушается целостность изоляции обмоток, быстрее изнашиваются подшипники, они могут заклинить. При этом тепловой расцепитель автомата может и не защитить оборудование. Для этого нужно тепловое реле. Перегрузки могут возникать из-за перекоса фаз, затрудненного движения ротора, вследствие как повышенной механической нагрузки, так и проблем с подшипниками, при полном заклинивании вала двигателя и исполнительных механизмах.
Тепловое реле реагирует на возросший ток, и в зависимости от его величины разорвет цепь питания через какое-то время, тем самым сохранив обмотки двигателя целыми. После последующего устранения неисправности, при условии исправности статора, двигатель может продолжить работу.
Если реле сработало по неизвестным причинам, и осмотр показал, что всё в порядке, вы можете вернуть контакты реле в исходное состояние, для этого на нем есть кнопка. Реле может сработать и в случае затяжного пуска электродвигателя. При этом в обмотках протекают повышенные значения токов. Затяжной пуск – процесс, когда двигатель долго выходит на номинальные обороты. Может произойти из-за перегрузки на валу, либо из-за низкого напряжения в питающей сети.
Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.
Принцип работы
В реле есть пара биметаллических пластин с разным температурным коэффициентом расширения. Пластины жестко соединены друг с другом, если их нагреть, то конструкция изогнется в сторону участка с меньшим температурным коэффициентом расширения. Греются пластины за счет протекания тока нагрузки или от нагревателя, через который проходит ток нагрузки, на схеме изображено в виде нескольких витков вокруг биметалла. Протекающий ток нагревает пластину до определенного предела. Чем выше ток, тем быстрее нагрев.
Устройство теплового реле
Стоит учитывать, что если реле находится в жарком помещении – нужно выставлять ток срабатывания с большим запасом, ведь происходит дополнительный нагрев от окружающей среды. К тому же, если реле только что сработало – контактам нужно некоторое время, чтобы остыть. Иначе может произойти повторное ложное срабатывание. Давайте рассмотрим конкретный пример. Выше вы видите устройство реле ТРН. Оно является двухфазным. Состоит из трёх ячеек, в крайних нагревательные элементы, посередине температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, расцепитель, размыкающий контакт, рычаг возврата.
Поколения тепловых реле
Виды тепловых реле
Тепловые реле могут подключаться на все три фазы или на две из трёх, в зависимости от конструкции. Большинство реле конструктивно разработаны для соответствия определенным магнитным пускателям, это нужно для удобства и аккуратности монтажа. Рассмотрим некоторые из них.
- РТЛ – подходит для использования с пускателями типа ПМЛ. С набором клемм КРЛ используется как самостоятельный прибор защиты.
- РТТ – подходит для монтажа с пускателями ПМЕ и ПМА. Также может использоваться как самостоятельное, если его смонтировать на специальную панель.
- РТИ – тепловые реле для пускателей КМИ и КМТ. На лицевой вы можете видеть пару дополнительных блок-контактов, для реализации схем индикации и прочего.
- ТРН – двухфазное тепловое реле. Устанавливается в трёхфазных двигателях, при этом подключается в разрыв двух фаз. Температура окружающей среды не влияет на его работу. На регуляторе тока есть 10 делений 5 на уменьшение, 5 на увеличение, цена одного деления – 5%.
На самом деле тепловых реле существует великое множество, но все они выполняют одну функцию. Реле очень часто монтируют в специальный железный ящик. На фото пускатель ПМА 4-й величина на 63 Ампера, с трёхфазным тепловым реле. К современным пускателям тепловое реле подключается так как изображено на фото ниже, получается цельная конструкция.
Материал в тему: Что такое кондесатор
Сфера применения
Одним из важнейших условий прибыльной работы предприятия является долговечность используемого электрооборудования. Она зависит от условий, в которых приходится работать электроустановкам. Если оборудование часто подвергается токовым перегрузкам, то на его длительную и надёжную работу лучше не надеяться. Ведь электрооборудование способно работать продолжительное время только при условии протекания по нему номинальных токов. Превышение величины тока (перегрузка) ведёт к увеличению температуры оборудования и к преждевременному старению изоляции.
Виды тепловых реле
Для защиты электрических двигателей от токовой перегрузки на производстве успешно применяются тепловые или термореле. Наибольшее распространение получило реле с биметаллической пластиной, которая состоит из двух пластинок, изготовленных из разных металлов, имеющих неодинаковый коэффициент теплового расширения. Эти пластинки скреплены между собой методом горячей прокатки или сваркой. При нагревании биметаллической пластины она изгибается, так как один металл расширяется больше, другой меньше. На этом принципе и основана работа термореле. Чем больше разность температурных коэффициентов у металлов, тем больше они подходят для использования в биметаллической пластине. Наилучшими вариантами разного линейного расширения сегодня являются: немагнитная сталь – медь, никель – сталь, латунь – инвар.
Обычно, биметаллическая пластина нагревается протекающим через неё током нагрузки. Также существуют модели, в которых пластина разогревается специальным нагревательным элементом, через который течёт ток нагрузки. Но наилучшим считается комбинированный нагрев: и током нагрузки через пластину, и теплом от нагревательного элемента, через который также протекает нагрузочный ток. Изогнувшаяся от тепла пластина воздействует на контакты реле. Однако, учитывая, что изгиб пластины происходит довольно медленно, и как следствие, при размыкании контактов будет образовываться электрическая дуга, в конструкции реле предусматривается ускоряющее устройство. Наилучшим из них является «прыгающий контакт».
Пылебрызгонепроницаемое тепловое реле
Возврат реле в отправное состояние осуществляется специальной кнопкой или (в других моделях) – самопроизвольно после охлаждения биметаллической пластины. Отдельные версии термореле могут защищать электрооборудование от несимметрии токов разных фаз и от пропадания одной из фаз. Исполнительным механизмом теплового реле является, как правило, магнитный пускатель. Реле могут устанавливаться как вовнутрь пускателя, так и на стандартную крепёжную рейку. Диапазон номинальных токов тепловых элементов очень велик и составляет от 1 до 600 ампер.
При выборе теплового реле следует руководствоваться номинальным током нагрузки (как правило, это электродвигатель). Обычно ток термореле на 20-30% больше чем номинальный ток двигателя, так как реле срабатывает в течение 20 минут, если ток выше рабочего значения в 1,2-1,3 раза. Необходимо учитывать и время нагрева, так как при кратковременной перегрузке, нагревается только обмотка двигателя, а при долговременной – весь корпус целиком. Поэтому термореле рационально использовать в тех случаях, когда цикл работы оборудование составляет свыше получаса.
Также необходимо учитывать и температуру окружающей среды, в которой будет работать тепловое реле, так как с ростом окружающей температуры, снижается ток срабатывания термореле. Если в помещении, где установлено защищаемое электрооборудование, летом вентиляция не справляется с поддержанием нормальной температуры, необходимо отрегулировать термореле или подобрать к нему другой нагревательный элемент. Естественно, что устанавливать тепловое реле нужно в том же помещении, где установлен защищаемый объект. Категорически следует избегать соседства с концентрированными источниками тепла (системы отопления, нагревательные печи и т.п.).
Контакты теплового реле
Схема подключения
Как уже было сказано, тепловое реле защищает от долговременной перегрузки электрооборудование. Оно монтируется между источником питания и потребителем. Контроллируемый ток протекает через нагревательные элементы (1), они выгибаясь размыкают контакты (2) теплового реле, в этой схеме использовано 2-хфазное тепловое реле. Его контакты размыкают цепь катушки контактора или магнитного пускателя, также как если бы вы нажали кнопку «СТОП». В собранном виде эта схема выглядит так:
На первом плане видно как от выходящих контактов пускателя подключены две крайние фазы. На заднем плане видно, что к катушке реле подключена клемма от контактов ТРН. Если у вас используется реверсная схема магнитных пускателей, то подключение практически аналогичное, ниже это наглядно изображено. Контакты с маркировкой «10» и «12» подключаются в разрыв катушек пускателей КМ1 и КМ2. Здесь видно что есть нормально-замкнутая пара и нормально-разомкнутый контакт.
Материал в тему: Что такое кондесатор
Это нужно, например, для индикации срабатывания тепловой защиты, т.е. к нему можно подключить лампочку-индикатор или подать сигнал на диспетчерский пульт или АСУ. На реле РТИ эти контакты размещены на передней панели:
- NO – нормально-открытый – на индикацию;
- NC – нормально-закрытый – на пускатель.
Кнопка STOP принудительно переключает контакты. При срабатывании такое реле должно остыть и оно повторно включится. Хотя в конкретном примере возможно и ручное и автоматическое повторное включение. Для этого предназначена синяя кнопка с крестовидной прорезью справа на лицевой панели, при закрытой крышке она заблокирована.
Устройство автоматического выключателя
Выбор для конкретного двигателя
Допустим, у нас есть двигатель АИР71В4У2. Его мощность 0.75 кВт. У нас есть трёхфазная сеть с линейным напряжением 380В. Двигатель рассчитан на 220В, если соединить обмотки треугольником и 380В, если звездой. Номинальный ток такого двигателя с обмотками соединенными по схеме звезды 1.94А. Отсюда следует, что нам нужно подобрать тепловое реле для двигателя с током в 1.94 А. Ток срабатывания теплового реле должен превышать номинальный ток двигателя в 1.2 – 1.3 раза. То есть: Iреле=IН*1.2…1.3
Пусть двигатель работает в составе механизма, в котором допускаются кратковременные, но значительные перегрузки, например для подъёма малых грузов. Тогда ток уставки выбираем в 1.3 раза больше номинального тока асинхронного электродвигателя.
Iреле=1.94*1.3=2.522
Т.е реле должно сработать при токе 2.5-2.6А. Нам подходят такие реле:
- РТЛ-1007, с токовым диапазоном 1.5-2.6 А;
- РТЛ-1008, токовый диапазон 2,4-4 А;
- РТИ-1307, токовый диапазон 1,6…2,5 А;
- РТИ-1308, токовый диапазон 2,5…4 А;
- ТРН-25 3,2А (с помощью регулятора можно понизить или повысить ток на 25%).
Тепловое реле
Методы регулировки реле
Шаг первый – определить уставку теплового реле:
N1 = (Iн – Iнэ)/cIнэ
где Iн – номинальный ток нагрузки электродвигателя, Iнэ – номинальный ток нагревательного элемента теплового реле, с – коэффициент деления шкалы (например, с = 0,05).
Шаг второй – введение поправки на температуру окружающей среды:
N2 = (T – 30)/10
где Т – температура окружающей среды, °С.
Шаг третий:
N = N1 + N2
Шаг четвертый – выставить регулятор на нужное число делений N.
Поправка на температуру вводится, если температура окружающей среды слишком высокая или низкая. Если на температуру в помещении где установлено реле значительно влияет температура на улице, то поправку следует производить зимой и летом.
Проверка
Рассмотрим на примере реле типа ТРН. Чтобы убедиться в исправности реле нужно:
- Проверить состояние корпуса, нет ли на нем трещин или сколов.
- Проверить при подключенной нагрузке с номинальным током.
- Разобрать реле и проверить целостность контактов, остутствие на них нагара,
- Проверить, не согнуты ли нагреватели.
- Проверить расстояние между биметаллом и нагревательными элементами. Оно должно быть одинаковым, если нет, то отрегулировать с помощью крепежных винтов.
- Подать номинальный ток через один из нагревателей, установить в 1.5 раза больше номинального тока. В таком состоянии реле работает 145 с, затем постепенно поворачивают эксцентрик регулировки в положение «-5», до срабатывания реле.
После активного охлаждения в течение 15 минут проверяют второй нагревательный элемент таким же способом.
Заключение
Тепловые реле – важный элемент в защите электрооборудования. С его помощью вы защитите своё устройство от перегрузок, а его характеристики позволят переносить кратковременные скачки тока без ложных срабатываний, чего не может обеспечить автоматический выключатель. Реле могут использоваться как вместе с магнитными пускателями соединяясь с его выходными клеммами напрямую, тем самым образуя единую конструкцию, так и в качестве самостоятельных защитных устройств, размещаться в щитке на дин рейке и в электрошкафах.
В данной статье были привидены все особенности строения теплового реле. Более подробно по этой теме можно узнать из статьи тепловые реле. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:
www.electrik.info
www.zametkielectrika.ru
www.cxem.net
www.jelektro.ru
Предыдущая
РадиодеталиЧто такое импульсное реле
СледующаяРадиодеталиОписание и принцип работы соленоидов
Конструкция
Начнем с того, что расскажем, из чего состоит реле тепловой защиты. В основу работы РТ заложено явление описано физическим законом Джоуля-Ленца:Количество тепла выделяемому на участке электрической цепи пропорционально квадрату силы тока и сопротивления данного участка.
Данное явление с успехом используется в тепловом расцепителе. Короткий участок цепи, выполняющий роль теплового излучателя, намотан спиралью на изолятор. Весь ток, проходящий через электрическую машину, проходит через данный участок. Непосредственно возле спирали стоит биметаллическая пластина, которая при нагревании изгибается и воздействует на контактную группу. Пластина состоит из двух разнородных металлов, имеющих разный коэффициент расширения при нагреве, объединенных в один элемент.
На фото ниже изображен разрез действующего аппарата. Через проводники проходит три фазы питания на электрический двигатель. Обмотка нагрева расположена сверху биметаллической пластины для уменьшения ложного срабатывания от внешнего воздействия. Пластины упираются в подвижную планку, которая толкает механизм расцепителя. Сверху расположен пружинный регулятор токовой установки, для точной настройки пределов срабатывания, и две группы контактов (открытые NO и закрытые NC).
Принцип работы
Как выглядит тепловое реле вы узнали, теперь идем дальше и расскажем, как работает данное устройство. Как мы уже сказали ранее, РТ защищает двигатель от продолжительной перегрузки.
На каждом электродвигателе есть табличка с паспортными данными, где указан номинальный рабочий ток. Существуют механизмы, в работе которых возможно превышение рабочего тока, как во время запуска, так и в рабочем процессе. При длительном воздействии таких перегрузок, происходит перегрев обмоток, разрушение изоляции, и выход из строя самого двигателя.
Данное реле тепловой защиты предназначено для воздействия на цепи управления, путем отключения схемы, размыканием контактов, или подачей сигнала предупреждения дежурному персоналу замыкая контакты. Устройство устанавливается после пускового контактора в силовую цепь перед электродвигателем для того, чтобы контролировать проходящий ток.
Установку параметров производят в большую сторону от номинального тока двигателя, на величину 10-20 %, согласно паспортным данным. Отключение машины происходит не сразу, а по прошествии определенного времени. Все зависит от температуры окружающей среды и тока перегрузки, и может колебаться от 5 до 20 минут. Неправильно выбранный параметр приведет к ложному срабатыванию или игнорированию перегруза и выходу из строя оборудования.
Графическое обозначение устройства на схеме по ГОСТ:
Более подробно узнать о том, как устроено тепловое реле и как оно работает, вы можете, просмотрев данное видео:
Устройство и принцип действия РТТ
Назначение
Сразу же хотелось бы сказать о том, что существуют различные виды и типы тепловых реле и соответственно область применения каждой классификации своя собственная. Вкратце поговорим о назначении основных разновидностей устройств.
РТЛ — трехфазное, предназначено для защиты электродвигателя от перегрузок, перекоса фаз, затянутого пуска или заклинивания ротора. Крепятся на контакты пускатели ПМЛ или как самостоятельное устройство с клеммами КРЛ.
РТТ — на три фазы, предназначены для защиты короткозамкнутых двигателей от токов перегрузки, перекоса фаз, заклинивания ротора двигателя, затянутого запуска механизма. Может крепиться на ПМА и ПМЕ пускатели, а также самостоятельно устанавливаться на панели.
РТИ — защищают электромотор от перегрузки, асимметрии фаз, длинного пуска и заклинивания машины. Трехфазное тепловое реле, крепится на пускатели серии КМТ и КМИ.
ТРН — двухфазное реле, контролирует режим работы и пуска, имеет только ручной возврат контактов, работа устройства мало зависит от температуры окружающей среды.
Твердотельные трехфазное реле, не имеют подвижных деталей, не зависят от состояния окружающей среды, применяют во взрывоопасных местах. Следит за током нагрузки, разгоном, обрывом фаз, заклиниванием механизма.
РТК — контроль температуры происходит щупом, расположенным в корпусе электроустановки. Представляет собой термо реле, и контролирует только один параметр.
РТЭ — реле плавления сплава, электропроводящий проводник выполнен из сплава металла, при определенной температуре плавится и механически разрывает цепь. Данное тепловое реле встраивается непосредственно в контролируемое устройство.
Как видно из нашей статьи, существует большое разнообразие контроля за состоянием электроустановок, отличающихся типом и внешним видом, но одинаково выполняющих защиту электрооборудования. Это и все, что хотелось рассказать вам об устройстве, принципе действия и назначении тепловых реле. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!
Будет интересно прочитать:
Долговечность и надежность в эксплуатации любой установки с электрическим двигателем зависит от различных факторов. Однако в значительной мере на срок службы мотора влияют токовые перегрузки. Чтобы их предупредить подключают тепловое реле, защищающее основной рабочий орган электромашины.
Мы расскажем, как подобрать устройство, предсказывающее назревание аварийных ситуаций с превышением максимально допустимых показателей тока. В представленной нами статье описан принцип действия, приведены разновидности и их характеристики. Даны советы по подключению и грамотной настройке.
Содержание статьи:
Зачем нужны защитные аппараты?
Даже если электропривод грамотно спроектирован и используется без нарушения базовых правил эксплуатации, всегда остается вероятность возникновения неисправностей.
К аварийным режимам работы относят однофазные и многофазные КЗ, тепловые перегрузки электрооборудования, заклинивание ротора и разрушение подшипникового узла, обрыв фазы.
Функционируя в режиме повышенных нагрузок, электрический двигатель расходует огромное количество электроэнергии. А при регулярном превышении показателей номинального напряжения оборудование интенсивно нагревается.
В результате быстро изнашивается изоляция, что приводит к значительному снижению эксплуатационного срока электромеханических установок. Чтобы исключить подобные ситуации, в цепи электрического тока подключают реле тепловой защиты. Их основная функция – обеспечить нормальный режим работы потребителей.
Они отключают мотор с определенной выдержкой времени, а в некоторых случаях – мгновенно, чтобы предотвратить разрушение изоляции или повреждение отдельных частей электроустановки.
Токовое реле постоянно защищает электрический двигатель от обрыва фазы и технологических перегрузок, а также торможения ротора. Это главные причины, из-за которых возникают аварийные режимы
С целью не допустить понижение сопротивления изоляции задействуют устройства защитного отключения, ну а если поставлена задача предотвратить нарушение охлаждения, подключают специальные аппараты встроенной тепловой защиты.
Устройство и принцип работы ТР
Конструктивно стандартное электротепловое реле представляет собой небольшой аппарат, который состоит из чувствительной биметаллической пластины, нагревательной спирали, рычажно-пружинной системы и электрических контактов.
Биметаллическую пластину изготовляют из двух разнородных металлов, как правило, инвара и хромоникелевой стали, прочно соединенных вместе в процессе сварки. Один металл обладает большим температурным коэффициентом расширения, чем другой, поэтому нагреваются они с разной скоростью.
При токовой перегрузке незафиксированная часть пластины прогибается к материалу с меньшим значением коэффициента теплового расширения. Это оказывает силовое воздействие на систему контактов в защитном устройстве и активирует отключение электроустановки при перегреве.
В большинстве моделей механических тепловых реле есть две группы контактов. Одна пара – нормально разомкнутые, другая – замкнутые постоянно. Когда срабатывает защитное устройство, в контактах меняется состояние. Первые замыкаются, а вторые становятся разомкнутыми.
В электронных ТР задействуют специальные датчики и чувствительные зонды, реагирующие на повышение тока. В микропроцессоре таких защитных устройств запрограммированы параметры, определяющие ситуации, когда необходимо отключать подачу электропитания
Ток детектирует интегрированный трансформатор, после чего электроника обрабатывает полученные данные. Если значение тока в настоящий момент времени больше, чем уставка, импульс мгновенно передается прямо на выключатель.
Размыкая внешний контактор, реле с электронным механизмом блокирует нагрузку. Само устанавливается на контактор.
Биметаллическая пластина может быть нагрета непосредственно – за счет воздействия пикового тока нагрузки на металлическую полосу или косвенно, при помощи отдельного термоэлемента. Нередко эти принципы объединяют в одном аппарате тепловой защиты. При комбинированном нагреве прибор имеет лучшие рабочие характеристики.
После остывания пластина возвращается в исходное состояние. Коммутирующие контакты автоматически замыкаются либо нужно принудительно приводить их в замкнутое состояние
Базовые характеристики токового реле
Основной характеристикой коммутатора тепловой защиты является выраженная зависимость времени срабатывания от протекающего по нему тока — чем больше величина, тем быстрее он сработает. Это свидетельствует об определенной инерционности релейного элемента.
Направленное перемещение частиц-носителей заряда через любой электроприбор, и электрокотел, генерирует тепло. При номинальном токе его допустимая длительность стремится к бесконечности.
А при значениях, превышающих номинальные показатели, в оборудовании повышается температура, что приводит к преждевременному износу изоляции.
Обрыв цепи мгновенно блокирует дальнейший рост температурных показателей. Это дает возможность предупредить перегрев двигателя и предотвратить аварийный выход из строя электрической установки
Номинальная нагрузка самого мотора – ключевой фактор, определяющий выбор прибора. Показатель в интервале 1,2-1,3 обозначает успешное срабатывание при токовой перегрузке в 30% на временном отрезке в 1200 секунд.
Продолжительность перегрузки может негативно сказаться на состоянии электрооборудования — при кратковременном воздействии в 5-10 минут нагревается только обмотка мотора, которая имеет небольшую массу. А при длительных нагревается весь двигатель, что чревато серьезными поломками. Или вовсе может потребоваться замена сгоревшего оборудования новым.
Чтобы максимально уберечь объект от перегрузки, следует конкретно под него использовать реле тепловой защиты, время срабатывания которого будет соответствовать максимально допустимым показателям перегрузки конкретного электродвигателя.
На практике собирать под каждый тип мотора нецелесообразно. Один релейный элемент задействуют для защиты двигателей различного конструктивного исполнения. При этом гарантировать надежную защиту в полном рабочем интервале, ограниченном минимальной и максимальной нагрузкой, невозможно.
Повышение показателей тока не сразу приводит к опасному аварийному состоянию оборудования. Прежде чем ротор и статор нагреются до предельной температуры, пройдет некоторое время
Поэтому нет крайней необходимости в том, чтобы защитное устройство реагировало на каждое, даже незначительное повышение тока. Реле должно отключать электродвигатель только в тех случаях, когда есть опасность быстрого износа изоляционного слоя.
Виды реле тепловой защиты
Существует несколько видов реле для защиты электрических двигателей от обрыва фаз и токовых перегрузок. Все они отличаются конструкционными особенностями, типом используемых МП и применением в разных моторах.
ТРП. Однополюсный коммутационный аппарат с комбинированной системой нагрева. Предназначен для защиты асинхронных трехфазных электромоторов от токовых перегрузок. Применяется ТРП в электросетях постоянного тока с базисным напряжением в условиях нормальной работы не больше 440 В. Отличается устойчивостью к вибрациям и ударам.
РТЛ. Обеспечивают двигателям защиту в таких случаях:
- при выпадении одной из трех фаз;
- асимметрии токов и перегрузок;
- затянутого пуска;
- заклинивания исполнительного механизма.
Их можно устанавливать с клеммами КРЛ отдельно от магнитных пускателей или монтировать непосредственно на ПМЛ. Устанавливаются на рейках стандартного типа, класс защиты – IP20.
РТТ. Защищают асинхронные трехфазные машины с короткозамкнутым ротором от затянутого старта механизма, длительных перегрузок и асимметрии, то есть перекоса фаз.
РТТ могут быть использованы в качестве комплектующих частей в различных схемах управления электроприводами, а также для интеграции в пускатели серии ПМА
ТРН. Двухфазные коммутаторы, которые контролируют пуск электроустановки и режим работы мотора. Практически не зависят от температуры внешней среды, имеют только систему ручного возврата контактов в начальное состояние. Их можно использовать в сетях постоянного тока.
РТИ. Электрические переключающие аппараты с постоянным, хоть и небольшим потреблением электроэнергии. Монтируются на контакторах серии КМИ. Работают вместе с предохранителями/.
Твердотельные токовые реле. Представляют собой небольшие электронные устройства на три фазы, в конструкции которых нет подвижных частей.
Функционируют по принципу вычисления средних значений температур двигателя, осуществляя для этого постоянный мониторинг рабочего и пускового тока. Отличаются невосприимчивостью к изменениям в окружающей среде, а потому используются во взрывоопасных зонах.
РТК. Пусковые коммутаторы для контроля температуры в корпусе электрооборудования. Используются в схемах автоматики, где тепловые реле выступают в качестве комплектующих деталей.
Чтобы обеспечить надежную работу электрооборудования, релейный элемент должен обладать такими качествами, как чувствительность и быстродействие, а также селективность
Важно помнить, что ни один вид из выше рассмотренных приборов не является пригодным для защиты цепей от короткого замыкания.
Устройства тепловой защиты лишь предотвращают аварийные режимы, которые возникают при нештатной работе механизма или перегрузке.
Электрооборудование может перегореть еще до начала срабатывания реле. Для комплексной защиты их нужно дополнять предохранителями или компактными автоматическими выключателями модульной конструкции.
Подключение, регулировка и маркировка
Коммутационный прибор перегрузки, в отличие от электрического автомата, не разрывает силовую цепь непосредственно, а лишь подает сигнал на временное отключение объекта при аварийном режиме. Нормально включенный контакт у него работает как кнопка «стоп» контактора и подсоединяется по последовательной схеме.
Схема подключения устройств
В конструкции реле не нужно повторять абсолютно все функции силовых контактов при успешном срабатывании, поскольку оно подключается непосредственно к МП. Такое исполнение позволяет существенно сэкономить материалы для силовых контактов. Намного легче в управляющей цепи подключить малый ток, чем сразу отключать три фазы с большим.
Во многих схемах подключения теплового реле к объекту используют постоянно замкнутый контакт. Его последовательно соединяют с клавишей «стоп» пульта управления и обозначают НЗ – нормально замкнутый, или NC – normal connected.
Разомкнутый контакт при такой схеме может быть использован для инициализации срабатывания тепловой защиты. Схемы подсоединения электромоторов, в которых подключено реле тепловой защиты, могут значительно отличаться в зависимости от наличия дополнительных устройств или технических особенностей.
В стандартной простой схеме ТР подключают к выходу низковольтного пускателя на электрический двигатель. Дополнительные контакты прибора в обязательном порядке соединяют последовательно с катушкой пускателя
Это обеспечит надежную защиту от перегрузок электрооборудования. В случае недопустимого превышения предельных значений тока релейный элемент разомкнет цепь, моментально отключая МП и двигатель от электропитания.
Подключение и установку теплового реле, как правило, производят вместе с магнитным пускателем, предназначенным для коммутации и запуска электрического привода. Однако есть виды, которые монтируют на DIN-рейку или специальную панель.
Тонкости регулировки релейных элементов
Одним из главных требований к устройствам защиты электродвигателей является четкое действие аппаратов при возникновении аварийных режимов работы мотора. Очень важно правильно его подобрать и отрегулировать настройки, поскольку ложные срабатывания абсолютно недопустимы.
Электротепловое реле, которое оптимально подходит к конкретному типу двигателя по всем техническим параметрам, способно обеспечить надежную защиту от перегрузок по каждой фазе, предотвратить затяжной старт установки, не допустить аварийных ситуаций с заклиниванием ротора
Среди преимуществ использования токовых элементов защиты также следует отметить довольно высокую скорость и широкий диапазон срабатывания, удобство монтажа. Чтобы обеспечить своевременное отключение электромотора при перегрузке, реле тепловой защиты необходимо настраивать на специальной платформе/стенде.
В таком случае исключается неточность из-за естественного неравномерного разброса номинальных токов в НЭ. Для проверки защитного устройства на стенде применяется метод фиктивных нагрузок.
Через термоэлемент пропускают электрический ток пониженного напряжения, чтобы смоделировать реальную тепловую нагрузку. После этого по таймеру безошибочно определяют точное время срабатывания.
Настраивая базовые параметры, следует стремиться к таким показателям:
- при 1,5-кратном токе устройство должно отключать двигатель через 150 с;
- при 5…6-кратном токе оно должно отключать мотор через 10 с.
Если время срабатывания не соответствует норме, релейный элемент необходимо отрегулировать посредством контрольного винта.
Для корректной работы обязательно нужно настроить прибор на наибольший допустимый электрический ток двигателя и температуру воздуха
Это делают в тех случаях, когда значения номинального тока НЭ и мотора отличаются, а также если температура окружающей среды ниже номинальной (+40 ºC) более, чем на 10 градусов по шкале Цельсия.
Ток срабатывания электротеплового коммутатора уменьшается с повышением температуры вокруг рассматриваемого объекта, так как нагрев биметаллической полосы зависит от этого параметра. При существенных отличиях необходимо дополнительно отрегулировать ТР или подобрать более подходящий термоэлемент.
Резкие колебания температурных показателей сильно влияют на работоспособность токового реле. Поэтому очень важно выбирать НЭ, способный эффективно выполнять основные функции с учетом реальных значений.
ТР рекомендовано размещать в одном помещении с защищаемой электроустановкой. Их нельзя монтировать близко к теплогенераторам, нагревательным печам и другим источникам тепла
К реле с температурной компенсацией эти ограничения не относятся. Токовую уставку защитного аппарата можно регулировать в диапазоне 0,75-1,25х от значений номинального тока термоэлемента. Настройку выполняют поэтапно.
В первую очередь вычисляют поправку E1 без температурной компенсации:
E1=(Iном-Iнэ)/c×Iнэ,
Где
- Iном – номинальный ток нагрузки двигателя,
- Iнэ – номинальный ток рабочего нагревательного элемента в реле,
- c – цена деления шкалы, то есть эксцентрика (c=0,055 для защищенных пускателей, c=0,05 для открытых).
Следующий шаг – определение поправки E2 на температуру окружающего воздуха:
E2=(ta-30)/10,
Где ta (ambient temperature) – температура внешней среды в градусах Цельсия.
Последний этап – нахождение суммарной поправки:
E=E1+E2.
Суммарная поправка E может быть со знаком «+» или «-». Если в результате получается дробная величина, ее обязательно нужно округлить до целого в меньшую/большую по модулю сторону, в зависимости от характера токовой нагрузки.
Чтобы настроить реле, эксцентрик переводят на полученное значение суммарной поправки. Высокая температура срабатывания уменьшает зависимость работы защитного аппарата от внешних показателей.
Реле тепловой защиты допускает ручную плавную регулировку величины тока срабатывания устройства в пределах ±25% от значения номинального тока электромеханической установки
Регулировка этих показателей осуществляется специальным рычагом, перемещение которого изменяет первоначальный изгиб биметаллической пластины. Настройка тока срабатывания в более широком диапазоне осуществляется заменой термоэлементов.
В современных коммутационных аппаратах защиты от перегрузки есть тестовая кнопка, которая позволяет проверить исправность устройства без специального стенда. Также есть клавиша для сброса всех настроек. Обнулить их можно автоматически или вручную. Кроме того, изделие комплектуют индикатором текущего состояния электроприбора.
Маркировка электротепловых реле
Защитные аппараты подбирают в зависимости от величины мощности электрического двигателя. Основная часть ключевых характеристик скрыта в условном обозначении.
Так выглядит маркировка тепловых реле завода КЭАЗ. Важно при выборе обратить внимание на значение номинального тока рассматриваемой модели, чтобы оно было достаточным
Акцентировать внимание следует на отдельных моментах:
- Диапазон значений токов уставки (указан в скобках) у разных производителей отличается минимально.
- Буквенные обозначения конкретного типа исполнения могут различаться.
- Климатическое исполнение нередко подается в виде диапазона. К примеру, УХЛ3О4 нужно читать так: УХЛ3-О4.
Сегодня можно купить самые разные вариации прибора: реле для переменного и постоянного тока, моностабильные и бистабильные, аппараты с замедлением при включении/отключении, реле тепловой защиты с ускоряющими элементами, ТР без удерживающей обмотки, с одной обмоткой или несколькими.
Эти параметры не всегда отображены в маркировке устройств, но обязательно должны быть указаны в техпаспорте электротехнических изделий.
С устройством, разновидностями и маркировкой электромагнитного реле ознакомит , с которой мы рекомендуем ознакомиться.
Выводы и полезное видео по теме
Устройство и принцип функционирования токового реле для эффективной защиты электродвигателя на примере устройства РТТ 32П:
Правильная защита от перегрузки и обрыва фаз – залог длительной безотказной работы электрического мотора. Видео о том, как реагирует релейный элемент в случае нештатной работы механизма:
Как подсоединить устройство тепловой защиты к МП, принципиальные схемы электротеплового реле:
Реле тепловой защиты от перегрузок – обязательный функциональный элемент любой системы управления электроприводом. Оно реагирует на ток, который проходит на двигатель, и активируется, когда температура электромеханической установки достигает предельных значений. Это дает возможность максимально продлить срок эксплуатации экологически безопасных электродвигателей.
Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите, как вы выбирали и настраивали тепловое реле для собственного электромотора. Делитесь полезными сведениями, задавайте вопросы, размещайте фотоснимки по теме статьи.
Защита электродвигателей, магнитных пускателей и прочей аппаратуры от нагрузок, вызывающих перегрев, осуществляется при помощи специальных устройств тепловой защиты. Для того чтобы осуществить правильный выбор модели тепловой защиты, нужно знать ее принцип работы, устройство, а также основные критерии выбора.
Устройство и принцип работы
Термореле (ТР) предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от перегрева и преждевременного выхода из строя. При долговременном запуске электродвигатель подвержен токовым перегрузкам, т.к. во время пуска происходит потребление семикратного значения тока, приводящего к нагреву обмоток. Номинальный ток (Iн) — сила тока, потребляемая двигателем при работе. Кроме того, ТР увеличивают срок эксплуатации электрооборудования.
Тепловое реле, устройство которого составляют простейшие элементы:
- Термочувствительный элемент.
- Контакт с самовозвратом.
- Контакты.
- Пружина.
- Биметаллический проводник в виде пластины.
- Кнопка.
- Регулятор тока уставки.
Термочувствительный элемент является датчиком температуры, служащий для передачи тепла на биметаллическую пластину или другой элемент тепловой защиты. Контакт с самовозвратом позволяет при нагреве мгновенно разомкнуть цепь питания электрического потребителя для избежания его перегрева.
Пластина состоит из двух видов металла (биметалл), причем один из них обладает высоким температурным коэффициентом расширения (Kр). Они скреплены между собой при помощи сварки или проката при высоких значениях температуры. При нагреве изгибается пластина тепловой защиты в сторону материала с меньшим Kр, а после остывания пластина принимает исходное положение. В основном пластины изготавливаются из инвара (меньшее значение Kр) и немагнитной или хромоникелевой стали (больший Kр).
Кнопка включает ТР, регулятор тока уставки необходим для установки оптимального значения I для потребителя, причем его превышение приведет к срабатыванию ТР.
Принцип действия ТР основан на законе Джоуля-Ленца. Ток представляет собой направленное движение заряженных частиц, которые сталкиваются с атомами кристаллической решетки проводника (эта величина является сопротивление и обозначается R). Это взаимодействие вызывает появление тепловой энергии, получаемой из электрической. Зависимость длительности протекания от температуры проводника определяется по закону Джоуля-Ленца.
Формулировка этого закона следующая: при прохождении I по проводнику количество теплоты Q, выделяемой током, при взаимодействии с атомами кристаллической решетки проводника прямо пропорционально квадрату I, величине R проводника и времени воздействия тока на проводник. Математически можно записать следующим образом: Q = a * I * I * R * t, где a — коэффициент преобразования, I — ток, протекающий через искомый проводник, R — величина сопротивления и t — время протекания I.
При коэффициенте a = 1 результат расчета измеряется в джоулях, а при условии, что a = 0.24, результат измеряется в калориях.
Нагрев биметаллического материала происходит двумя способами. При первом случае I проходит через биметалл, а во втором — через обмотку. Изоляция обмотки замедляет поток тепловой энергии. Термореле нагревается сильнее при высоких значениях I, чем при контакте с термочувствительным элементом. Происходит задержка сигнала срабатывания контактов. В современных моделях ТР используются оба принципа.
Нагрев биметаллической пластины теплового устройства защиты производится при подключенной нагрузке. Комбинированный нагрев позволяет получить устройство с оптимальными характеристиками. Пластина нагревается при помощи тепла, выделяемого I при прохождении через нее, и специальным нагревателем при I нагрузки. Во время нагрева биметаллическая пластина деформируется и воздействует на контакт с самовозвратом.
Основные характеристики
Каждое ТР имеет индивидуальные технические характеристики (ТХ). Реле нужно выбирать согласно характеристикам по нагрузке и условиям применения при работе электродвигателя или другого потребителя электроэнергии:
- Значение Iн.
- Диапазон регулировки I срабатывания.
- Напряжение.
- Дополнительное управление работой ТР.
- Мощность.
- Граница срабатывания.
- Чувствительность к фазному перекосу.
- Класс отключения.
Номинальное значение тока — значение I, на которое рассчитано ТР. Выбирается по значению Iн потребителя, к которому непосредственно подключается. Кроме того, нужно выбирать с запасом по Iн и руководствоваться следующей формулой: Iнр = 1.5 * Iнд, где Iнр — Iн ТР, который должен быть больше номинального тока двигателя (Iнд) в 1.5 раза.
Граница регулировки I срабатывания является одним из важных параметров устройства термозащиты. Обозначение этого параметра является диапазоном регулировки значения Iн. Напряжение — значение силового напряжения, на которое рассчитаны контакты реле; при превышении допустимой величины произойдет выход из строя устройства.
Некоторые виды реле снабжены отдельными контактами для управления работой устройства и потребителя. Мощность — это один из основных параметров ТР, которое определяет выходную мощность подключенного потребителя или группы потребителей.
Граница срабатывания или порог срабатывания является коэффициентом, зависящим от номинального тока. В основном его значение находится в диапазоне от 1,1 до 1,5.
Чувствительность к фазному перекосу (асимметрии фаз) показывает процентное соотношение фазы с перекосом к фазе, по которой протекает номинальный ток необходимой величины.
Класс отключения — параметр, представляющий среднее время срабатывания ТР в зависимости от кратности тока уставки.
Основной характеристикой, по которой нужно выбирать ТР, является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки.
Схема подключения
Схемы подключения теплового реле в цепь могут существенно отличаться в зависимости от устройства. Однако ТР подключаются последовательным соединением с обмоткой двигателя или катушкой магнитного пускателя к нормально разомкнутому контакту, т.к. подключение такого рода позволяет защитить устройство от перегрузок. При превышении показателей потребления тока ТР отключает устройство от питания электросети.
В большинстве схем при подключении применяется постоянно разомкнутый контакт, который работает при последовательном соединении со стоповой кнопкой на управляющем пульте. В основном этот контакт маркируется буквами NC или Н3.
Нормально замкнутый контакт может применяться при подключении сигнализации о срабатывании защиты. Кроме того, в более сложных схемах этот контакт применяется для осуществления программного управления аварийной остановкой устройства с использованием микропроцессоров и микроконтроллеров.
Термореле подключить достаточно просто. Для этого нужно руководствоваться следующим принципом: ТР размещается после контакторов пускателя, но перед электродвигателем, а постоянно замкнутый контакт включается последовательным соединением со стоповой кнопкой.
Виды тепловых реле
Существует множество видов, на которые делятся тепловые реле:
- Биметаллические — РТЛ (ksd, lrf, lrd, lr, iek и ptlr).
- Твердотельные.
- Реле для осуществления контроля температурного режима устройства. Основные обозначения являются следующими: РТК, NR, TF, ERB и DU.
- Реле плавления сплава.
Биметаллические ТР обладают примитивной конструкцией и являются простыми устройствами.
Принцип действия теплового реле твердотельного типа существенно отличается от биметаллического типа. Твердотельное реле — электронное устройство, которое еще называется шнайдером и выполнено на радиоэлементах без механических контактов.
К ним относятся РТР и РТИ ИЭК, которые вычисляют средние температуры электродвигателя путем мониторинга его пускового и Iн. Основной особенностью этих реле является способность противостоять искрам, т.е. они могут использоваться во взрывоопасных средах. Этот тип реле быстрее по времени срабатывания и легче регулируется.
РТК предназначены для контроля температурного режима электродвигателя или другого устройства при помощи термистора или теплового сопротивления (зонда). При возрастании температуры до критического режима его сопротивление резко возрастает. Согласно закону Ома, при росте R уменьшается ток и потребитель отключается, т.к. его величины недостаточно для нормальной работы потребителя. Этот тип реле применяется в холодильниках и морозильных камерах.
Конструкция теплового реле плавления сплава существенно отличается от остальных моделей и состоит из следующих элементов:
- Обмотка нагревателя.
- Сплав, обладающий низкой температурой плавления (эвтектический).
- Механизм разрыва цепи.
Эвтектический сплав плавится при низкой температуре и защищает цепь питания потребителя, разрывая контакт. Это реле встраивается в устройство и применяется в стиральных машинах и автомобильной технике.
Подбор теплового реле производится при анализе ТХ и условий эксплуатации устройства, которое необходимо защитить от перегрева.
Как выбрать тепловое реле
Без сложных расчетов можно подобрать подходящий номинал электротеплового реле для двигателя по мощности (таблица технических характеристик устройств тепловой защиты).
Основная формула для расчета номинального тока ТР:
Iнтр = 1.5 * Iнд.
Например, нужно рассчитать Iн ТР для асинхронного электродвигателя мощностью 1,5 кВт, запитанного от трехфазной сети переменного напряжения со значением 380 В.
Это сделать достаточно просто. Для вычисления значения номинального тока двигателя необходимо воспользоваться формулой мощности:
P = I * U.
Отсюда, Iнд = P / U = 1500 / 380 ≈ 3.95 А. Значение номинального тока ТР вычисляется следующим образом: Iнтр = 1.5 * 3.95 ≈ 6 А.
Исходя из расчетов, выбирается ТР типа РТЛ-1014-2 с регулируемым диапазоном тока уставки от 7 до 10 А.
При повышенном значении температуры окружающей среды следует устанавливать значение уставки на минимальное. При пониженной температуре окружающей среды следует учитывать о возрастании нагрузки на обмотки статора двигателя и по возможности не включать. Если обстоятельства требуют использования электродвигателя при неблагоприятных условиях, то необходимо начинать настройку с низкого тока уставки, а после этого увеличивать его до необходимого значения.
Продолжительная работа механизма на максимуме вызывает перегрев обмоток и порчу изоляции, в результате чего происходит межвитковое замыкание, перерастающее в обширное выгорание полюсов двигателя и дорогостоящий ремонт. Чтобы этого не происходило, в цепь питания устанавливается реле, которое называют тепловым или «теплушкой». По цепи питания данный аппарат контролирует величину тока и при длительном отклонении от номинала установки, размыкает контакты, лишая питания цепь управления, размыкая пусковое устройство. В этой статье мы расскажем, как выбрать тепловое реле для двигателя по мощности и току.
Методика выбора
Чтобы правильно выбрать номинал теплового реле нам необходимо узнать его In (рабочий, номинальный ток) и уже опираясь на эти данные можно подобрать правильный диапазон уставки аппарата.
Правилами технической эксплуатации ПУЭ оговорен этот момент и допускается устанавливать до 125% от номинального тока во взрывобезопасных помещениях, и 100%, т.е. не выше номинала двигателя во взрывоопасных.
Как узнать In? Эту величину можно посмотреть в паспорте электродвигателя, табличке на корпусе.
Как видно на табличке (для увеличения нажмите на картинку) указаны два номинала 4.9А/2.8А для 220В и 380В. Согласно нашей схеме включения нужно выбрать ампераж, ориентируясь на напряжение, и по таблице подобрать реле для защиты электродвигателя с нужным диапазоном.
Для примера рассмотрим, как выбрать тепловую защиту для асинхронного двигателя АИР 80 мощностью 1.1 кВт, подключенного к трехфазной сети 380 вольт. В этом случае наш In будет 2.8А, а допустимый максимальный ток «теплушки» 3.5А (125% от In). Согласно каталогу нам подходит РТЛ 1008-2 с регулируемым диапазоном 2.5 до 4 А.
Что делать, если паспортные данные не известны?
В том случае, когда на таблице частично читаются данные, размещаем таблицу с паспортными данными асинхронных двигателей широко распространенных в народном хозяйстве (тип АИР). С помощью нее возможно определить In.
Кстати, недавно мы рассмотрели , с чем настоятельно рекомендуем вам ознакомиться!
В зависимости от токовой нагрузки будет различаться и время срабатывания защиты, при 125% должно быть порядка 20 минут. В диаграмме ниже указана векторная кривая зависимости кратности тока от In и времени срабатывания.
Для защиты электродвигателей переменного и постоянного тока от сильного перегрева, который возникает из-за долговременной перегрузки, применяется тепловое реле перегрузки.
Принцип действия данного устройства состоит в том, что при длительном, сильном перегреве, биметаллические пластины, находящиеся внутри реле разогреваются, возникает деформация, которая и воздействует на блок-контакты. После чего блок-контакты, при помощи , полностью отключают электропитание потребителя.
Чтобы обеспечить гарантированную защиту электродвигателя не только от перегрузки тока, но и от перегрева необходимо осуществить оптимальную подборку теплового реле. В таком случае полностью исключается , заклинивание ротора, продолжительный затяжной пуск.
Всегда нужно помнить, что тепловое реле не обеспечивает защиту электродвигателя от короткого замыкания.
Как подобрать нужный вариант теплового реле
Подбор по значению тока производится исходя из запланированной нагрузки на электродвигатель. Поэтому реле должно выбираться таким образом, чтобы его ток был больше номинального значения тока электрического двигателя ориентировочно в 1,3-1,5 раза. Так будет обеспечена защита при наступлении перегрузки в пределах 25-30 %, продолжающейся 20-25 минут. Время нагревания электродвигателя целиком зависит от времени действия перегрузки тока.
При кратковременной перегрузке, происходит лишь нагрев обмотки двигателя, тогда как при длительной перегрузке нагревается вся его масса. В этих случаях время нагревания (постоянная нагрева) при кратковременной перегрузке составляет 10-15 минут, а при длительной — 40-60 минут. Поэтому тепловые реле применяют в тех случаях, когда электрическое устройство рассчитано на работу не менее 30 минут.
Время срабатывания полностью зависит от тока нагрузки. Также нужно учесть, что нагревательные элементы испытывают очень сильное воздействие от .
Рассмотрим зависимость работы от температуры окружающего воздуха
Здесь можно наблюдать прямую зависимость нагрева биметаллической пластинки от наружной температуры. Если температура увеличивается — ток срабатывания реле уменьшается. При значительном увеличении температуры необходимо провести дополнительную регулировку устройства. Можно подобрать соответствующую биметаллическую пластинку. Чтобы уменьшить влияние температуры на ток срабатывания, при регулировке нужно устанавливать наибольшую температуру срабатывания. Нормальная работа реле и защищаемого устройства наилучшим образом обеспечивается при расположении их в одном помещении.
В настоящее время производится большое количество разных видов реле. Для того, чтобы сделать правильный выбор, а затем установить и отрегулировать устройство лучше всего воспользоваться услугами квалифицированного электротехника.
Тепловое реле для электродвигателя
Здравствуйте, уважаемые посетители и гости сайта «Заметки электрика».
В этой статье я расскажу Вам про назначение, устройство, схему подключения теплового реле на примере LR2 D1314 от фирмы «Schneider Electric». Тепловой компонент рассматриваемого реле имеет номинальный ток 10 (А), а токовый диапазон уставок его составляет от 7 до 10 (А). Об остальных технических характеристиках поговорим чуть позже. А теперь давайте перейдем к определению и назначению теплового реле.
Как Вы уже знаете, тепловое реле, или другими словами реле перегрузки, устанавливается в схемах магнитного пускателя, как нереверсивного типа, так и реверсивного.
Более подробно об этом Вы можете ознакомиться здесь:
Назначение теплового реле
Тепловое реле — это электрический коммутационный аппарат, который предназначен для от токовой перегрузки недопустимой продолжительностью (например, при заклинивании ротора или механической его перегрузки), а также от обрыва любой из фаз питающего напряжения (по функции аналогично ).
Вот список самых распространённых (известных) серий тепловых реле: ТРП, ТРН, РТТ, РТИ (аналог LR2 D13), РТЛ.
О каждой серии тепловых реле я постараюсь написать отдельную статью, подписывайтесь на рассылку новостей сайта «Заметки электрика».
Прошу заметить, что тепловое реле не защищает электродвигатель от по причине того, что оно срабатывает с выдержкой времени, т.е. не мгновенно — это отчетливо можно увидеть по графику (кривой) срабатывания теплового реле. Для защиты двигателя от короткого замыкания в силовую цепь перед магнитным пускателем устанавливаются автоматические выключатели или предохранители.
Технические характеристики теплового реле LR2 D1314
Вот его внешний вид:
Вид сбоку:
Я уже говорил выше, что тепловое реле LR2 D1314 имеет конструктивное исполнение один в один, как у теплового реле РТИ.
Ниже я приведу основные технические характеристики, рассматриваемого в данной статье, теплового реле LR2 D1314 от компании «Schneider Electric»:
- номинальный ток теплового компонента — 10 (А)
предел регулирования тока уставки теплового расцепителя — 7-10 (А)
напряжение силовой (главной)
принцип работы, устройство, как выбрать
Во время эксплуатации энергетического оборудования на него постоянно воздействуют токовые перегрузки, снижающие долговечность. Защитой в таких ситуациях служит тепловое реле для электродвигателя, отключающее электроснабжение при возникновении нестандартных обстоятельств.
Предлагаем разобраться в конструкции, принципе работы, видах и нюансах подключения защитного устройств. Кроме того, мы расскажем, какие параметры и характеристики стоит учитывать пи выборе теплового реле.
Содержание статьи:
Конструктивное исполнение тепловых реле
Тепловые реле всех видов имеют аналогичное устройство. Наиболее важный элемент любого из них — чувствительная биметаллическая пластина.
Значение тока срабатывания находится под влиянием температурных показателей среды, в которой работает реле. Рост температуры уменьшает время срабатывания.
Чтобы это влияние свести к минимуму, разработчики устройств выбирают как можно большую температуру биметалла. С этой же целью некоторые реле снабжают дополнительной компенсационной пластиной.
Состоит прибор из корпуса, нихромового нагревателя, биметаллической пластины, защелки, винта, рычага, подвижного контакта и кнопки возврата (+)
Если в конструкцию реле включены нихромовые нагреватели, подключение их осуществляют по параллельной, последовательной или параллельно-последовательной схеме с пластиной.
Значение тока в биметалле регулируют при помощи шунтов. Все детали вмонтированы в корпус. Биметаллический элемент U-образной формы зафиксирован на оси.
Цилиндрическая пружина упирается в один конец пластины. Другим концом она базируется на уравновешенной изоляционной колодке.Совершает повороты вокруг оси и является опорой для контактного мостика, оснащенного контактами из серебра.
Для координации тока уставки биметаллическая пластина своим левым концом соединена с ее механизмом. Регулировка происходит за счет влияния на первичную деформацию пластины.
Если величина токов перегрузки становится равной или большей чем уставки, изоляционная колодка поворачивается под воздействием пластины. Во время ее опрокидывания происходит отключение размыкающего контакта устройства.
Тепловое реле ТРТ в разрезе. Здесь основными элементами являются: корпус (1), механизм уставки (2), кнопка (3), ось (4), контакты серебряные (5), контактный мостик (6), изоляционная колодка (7), пружина (8), пластина биметаллическая (9), ось (10)
Автоматически реле делает возврат в первоначальное положение. Процесс самовозврата занимает не более 3 минут с момента включения защиты. Возможен и ручной возврат, для этого предусмотрена специальная клавиша Reset.
При ее использовании прибор занимает исходное положение за 1 минуту. Чтобы задействовать кнопку, ее проворачивают против часовой стрелки до момента, когда она поднимется над корпусом. Ток установки обычно указан на щитке.
Принцип работы приспособления
Выполняя защитную функцию, разъединяет силовые питающие цепи. Тепловое реле отличается от него тем, что при превышении нагрузки просто выдает управляющий сигнал. При такой защите токи небольшой величины коммутируются в одной цепи управления.
В схеме перед термореле находится . Когда цепи размыкаются в аварийном порядке, отпадает надобность в дублировании работы контактора. Следовательно, не расходуется материал для изготовления силовых контактных групп.
Наиболее популярными являются приборы, оснащенные биметаллическими пластинами. Собственно пластина состоит из двух аналогичных элементов.
Один из них обладает значительным температурным коэффициентом, а другой — несколько меньшим. Эти две составляющие плотно прилегают друг к другу.
Так как составные части биметаллической пластины выполнены из пары разнородных металлов, имеющих неодинаковые коэффициенты расширения, нагрев заставляет ее изгибаться и взаимодействовать с контактами
Обеспечивается такое жесткое скрепление путем сваривания или прокаткой в горячем виде. За счет того, что пластина закреплена неподвижно, при нагреве наблюдается ее изгиб в сторону элемента с меньшим температурным коэффициентом. Этот принцип взят за основу при создании .
При их производстве применяют хромоникелевую сталь и немагнитную, обладающие большим значением температурного коэффициента. Как материал с малым значением этого параметра используют инвар — соединение никеля с железом.
По такой схеме функционирует тепловое реле. Незакрепленный конец биметаллической пластины при ее прогибе воздействует на контакты термореле (+)
Пластину из биметалла прогревают токи нагрузки. Протекают они чаще всего по специальному нагревателю. Существует и комбинированный нагрев, при котором, кроме тепла, отдаваемого нагревателем, биметалл прогревает еще и ток, проходящий через него.
Как подключить тепловое реле
Замкнутый контакт (normal connected), при помощи которого производят подключение теплового модуля к магнитному пускателю, обозначают NC или НЗ, что расшифровывается, как нормально замкнутый. Буквенным сочетанием NO обозначают нормально разомкнутый контакт.
В несложной схеме он применяется для подачи сигнала, свидетельствующего о срабатывании защиты двигателя из-за превышения пороговой температуры.
При внедрении в сложные схемы управления он способен формировать в аварийном порядке сигнал выведения из рабочего состояния конвейера.
Тепловое реле размещают за контакторами, но перед электродвигателем. Подсоединение контакта normal connectde к кнопке «Стоп» на пульте управления осуществляют по последовательной схеме (+)
Обозначение клемм контакторов диктует ГОСТ: нормально замкнутый — 95-96, нормально разомкнутый — 97-98. К первой паре подключают пускатель, вторую используют для схем сигнализации. Так как двигатель и тепловое реле нужно защищать от КЗ, цепь должна содержать автомат защиты.
Схема прибора включает кнопки «Тест» и «Стоп» или «Сброс». С помощью первой проверяют работоспособность, а второй — отключают защиту вручную.
При помощи переключателя поворотного взвода после включения защиты вновь запускают электродвигатель. На стеклянную крышку изделия наносят маркировку и пломбируют.
Если исходить из типа подключения, можно выделить две большие группы термореле:
- первая группа – устройства, монтируемые за магнитным пускателем и те, что подключаются с использованием перемычек;
- вторая группа – приборы, устанавливаемые на контактор пускателя непосредственно.
В последнем случае при запуске основная нагрузка приходится на контактор. Здесь тепловой модуль оснащен медными контактами, подключенными к входам пускателя непосредственно.
Схема теплового реле. На нее нанесены обозначения управляющих элементов и выводов. У разных моделей эти обозначения могут отличаться (+)
К ТР подключают провода от двигателя. Само реле в такой схеме представляет промежуточный узел, анализирующий ток, протекающий транзитом к двигателю от магнитного пускателя.
Нюансы при установке прибора
На скорость срабатывания теплового модуля могут повлиять не только токовые перегрузки, но и показатели внешней температуры. Защита сработает даже в условиях отсутствия перегрузок.
Бывает и так, что под воздействием принудительной вентиляции двигатель подвержен тепловой перегрузке, но защита не срабатывает.
Чтобы избежать таких явлений, нужно следовать рекомендациям специалистов:
- При выборе реле ориентироваться на максимально допустимую температуру срабатывания.
- Защиту монтировать в одном помещении с защищаемым объектом.
- Для установки выбирать места, где нет источников тепла или вентиляционных устройств.
- Нужно настраивать тепловой модуль, ориентируясь на реальную температуру окружения.
- Лучший вариант — наличие в конструкции реле встроенной термокомпенсации.
Дополнительной опцией термореле является защита при обрыве фазы или полностью питающей сети. Для трехфазных моторов этот момент особо актуален.
Ток в тепловом реле движется последовательно через его нагревательный модуль и дальше к двигателю . С обмоткой пускателя прибор соединяют дополнительные контакты (+)
При неполадках в одной фазе две остальные принимают на себя ток большей величины. В результате быстро происходит перегрев, а далее — отключение. При неэффективной работе реле может выйти из строя и двигатель, и проводка.
Существующие типы устройств
Класс тепловых реле включает несколько видов: ТРН,РТЛ, ТРП, РТИ, РТТ. Применение каждого обусловлено особенностями конструкции.
Токовое реле двухфазное (ТРН), используют в основном для электрозащиты двигателей асинхронных, имеющих короткозамкнутый ротор. Как правило, они работают от сети с номиналом до 500 В, частотой 50 Гц.
Оснащено реле ручным механизмом управления контактами. Габариты ТРН дают возможность встраивать их в комплектные устройства как закрытого, так и открытого типа станций, координирующих работу приводов. Функцию защиты от КЗ они не выполняют и сами нуждаются в ней.
Реле ТРП имеют механизм, устойчивый к вибрациям, ударопрочный корпус. Разработаны для охраны асинхронных трехфазных двигателей, функционирующих в условиях больших механических нагрузок.
Рассчитаны они на максимальный ток 600 А и напряжение максимум 500 В, а в цепях с постоянным током — 440 В. Автоматика нечувствительна к внешней температуре и срабатывает тогда, когда показатель превышает 200°C.
Устройства РТЛ — трехфазные, кроме защиты двигателя от перегрузок, предохраняют от заклинивания ротор. Они страхуют его от поломок в случае перекоса фаз, при затяжном пуске.
Работают автономно с клеммниками КРЛ и в модификации с магнитным пускателем ПМЛ. Токовый рабочий промежуток — от 0,10 до 86 А.
Контактор в паре с тепловым реле. Когда устройство срабатывает, нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт синхронно меняют свое положение
РТТ – приспособление защищает асинхронные двигатели от токовых бросков, перекоса фаз, заклинивания и других нештатных ситуаций. Используется и как самостоятельный прибор, и в виде встройки в пускатели ПМА, ПМЕ.
Изделие трехфазное РТИ наделено теми же функциями, что и предыдущее, но используется в модификации с пускателями КТМ и КМИ.
Как выбрать тепловое реле
Двигателю необходимо реле для защиты, когда по технологическим причинам существует потенциальная угроза его перегруженности. Второй случай — необходимость ограничения времени запуска в условиях пониженного напряжения.
Эти требования содержатся в соответствующей инструкции. В которой изложено пожелание об оснащении защитного изделия выдержкой по времени. Реализуют все это при помощи тепловых реле.
Базовые характеристики приспособлений
Базовыми данными устройства, защищающего двигатель, являются:
- Быстродействие контактов в зависимости от параметров тока — время-токовый показатель.
- Рабочий ток, при котором ТП срабатывает.
- Предельные токовые регулировки уставки. Во всех приборах, выпускаемых разными производителями, этот параметр отличается незначительно. Превышение номинала на 20% влечет за собой срабатывание прибора минут через 25.
- Номинальная величина тока рабочей биметаллической пластины. Имеется в виду значение, при превышении которого реле не отключается немедленно.
- Токовый диапазон, в котором срабатывает реле.
Сведения о тепловом реле можно получить, расшифровав его маркировку. Символ, обозначающий тип исполнения, может отличаться.
Контактор в паре с тепловым реле. Когда устройство срабатывает, нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт синхронно меняют свое положение (+)
Места размещения отечественных ТП регламентированы ГОСТом 15150. На их работу оказывают влияние такие моменты, как высота подъема над уровнем моря, вибрация, удары, ускорения.
Все эти нюансы производители отражают в маркировке своих изделий. Некоторые из них дополнительно включают сведения о возможности работы при наличии вредных веществ и взрывоопасных газов.
Выбор устройства по правилам
Требования к термореле изложены в инструкции. Здесь же оговорено, что защита должна обладать выдержкой по времени. Реализуют все запросы при помощи специальных приборов.
Время-токовые характеристики ТР и защищаемого двигателя. При токах КЗ нагревательные элементы реле становятся термически неустойчивыми (+)
Анализируя времятоковые характеристики ТР, нужно принимать во внимание, что срабатывание может происходить из перегретого или холодного состояния.
Безупречная защита предполагает, что кривая, изображающая оптимальную для беспроблемного функционирования оборудования зависимость продолжительности токопрохождения от величины тока для реле и двигателя, разные. Первая должна находиться ниже, чем вторая.
В таблице приведены технические характеристики термореле типа РТЛ. По ней можно подобрать защитное устройство с необходимыми параметрами по мощности двигателя (+)
Правильный подбор защитного изделия осуществляется на основе такого параметра, как рабочий номинальный ток. Его значение связано с номинальным током нагрузки электродвигателя.
Как международными, так и отечественными стандартами предусмотрено, что номинальный ток двигателя аналогичен уставке тока срабатывания термореле.
Это значит, что включение в работу прибора происходит при перегрузке от 20 до 30% или при Iср.х1,2 или 1,3 не позже 20 минут.
Исходя из этого, выбор нужно осуществлять так, чтобы ток несрабатывания ТР превышал номинальный ток прикрываемого объекта в среднем на 12%. Величина In отображена в паспорте прибора и на табличке, закрепленной на корпусе.
Основываясь на ней, подбирают как ТР, так и пускатель, соответствующий ему. Шкала реле калибрована в амперах и, как правило, отвечает значению тока уставки.
В качестве примера можно привести подбор теплового реле для асинхронного двигателя, подключенного к сети 380 В, мощностью 1,5 кВт.
Рабочий номинальный ток для него — 2,8 А, значит, для теплового реле пороговый ток будет равен: 1,2*2,8 = 3,36 А. По таблице выбор нужно остановить на РТЛ-1008, у которого диапазон регулировки находится в пределах от 2,4 до 4 А.
При срабатывании защиты сначала устраняют первопричину остановки, а затем возвращают «теплушку» в исходное состояние при помощи клавиши возврата
Когда паспортные данные двигателя неизвестны, ток определяют путем использования специальных приборов — токоизмерительных клещей или мультиметра с соответствующей опцией. Измерения проводят на каждой из фаз.
Важно при выборе уделить внимание напряжению, указанному на приборе. Если запланировано использовать тандем ТР-пускатель, нужно учесть число контактов.
При включении устройства в трехфазную сеть необходим модуль, имеющий функцию защиты для случаев перегорания проводников или перекоса фаз.
Выводы и полезное видео по теме
Схема эффективной защиты двигателя:
Составные части теплового реле:
Принцип взаимодействия различных приборов в разных вариантах подключения теплового реле одинаков. Для лучшей ориентации в схемах надо уметь “читать” маркировку устройств. В идеале все работы по подключению должен выполнять мастер, имеющий допуск к работе в условиях высокого напряжения.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по выбору и применению теплового реле? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом использования устройств. Форма для связи находится в нижнем блоке.
виды, основные параметры и сфера использования
Использование тепловых реле позволяет защитить электрические двигатели от токовой перегрузки: при превышении определенных параметров они отключают подачу электроэнергии.
При перегрузке в цепи происходит значительное повышение температуры. В некоторых случаях это может стать причиной неисправности или поломки оборудования. Применение тепловых реле дает возможность значительно продлить период эксплуатации аппаратуры, так как обеспечиваются нормальные условия для его функционирования.
Стоимость устройств варьируется в широком диапазоне. Во многом она зависит от особенностей эксплуатации, назначения и вида теплового реле. Например, РТЛ. Обеспечивают защиту электрических моторов от возможных перегрузок, исключают вероятность заклинивания ротора, перекоса фаз и затяжного пуска.
Цены на тепловые реле также зависят от того, какими технико-эксплуатационными характеристиками они обладают.
Основные параметры тепловых реле:
- Номинальный ток. При определенном значении ТР не срабатывает в течение длительного промежутка времени. В то же время превышение лимита не приводит к незамедлительному отключению цепи. Например, если значение больше номинального на 20 %, то ТР сработает примерно через 20-30 минут.
- Номинальное напряжение. Обычно бытовые модели предназначены для эксплуатации в однофазных сетях переменного тока (220 вольт и 50 Гц). При этом выпускаются и промышленные тепловые реле, которые могут быть рассчитаны на использование в трехфазных сетях.
- Эксплуатационные условия. Категория размещения тепловых реле определяется в соответствии с нормами ГОСТ 15150. Стандарт описывает возможные температурные значения и уровень влажности, а также устойчивость прибора к вибрациям, ударам, взрывоопасным газам.
- Граница срабатывания теплового реле.
- Количество и вид дополнительных контактов управления.
- Чувствительность к перекосу фаз.
ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ, ИХ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ
Область применения такого оборудования — цеха промышленных предприятий, ремонтные мастерские, некоторые объекты сельского и коммунального хозяйства. Внедрение этих устройств позволяет защищать электроприводы от перегрузок.
Принцип действия реле основан на способности электрического тока повышать температуру проводника при прохождении через него.
Любой материал при нагреве увеличивает свой объем, но по-разному. Если нагреть две жестко соединенные пластины из разных металлов, то они деформируются. Движение передается на механическую защелку выключателя, который срабатывает и разъединяет электрические контакты.
Как правило, в тепловом реле используют 2 биметаллические пластины. Чаще всего это инвар, а также немагнитная или хромоникелевая сталь, имеющие разные коэффициенты расширения. Там, где пластины прилегают друг к другу, они жестко закрепляются путем штамповки, горячей прокатки или сварки. Когда происходит нагревание неподвижной части закрепленной пластины, она изгибается, что и приводит к срабатыванию — взаимодействию с контактным блоком реле.
Однако нагревание может происходить двумя способами. Например, тепло выделяется при прохождении через биметаллическую часть нагрузочного тока. Кроме того, нагрев возможен благодаря специальному нагревателю, также обтекаемому током нагрузки. Наиболее эффективно тепловое реле работает при комбинировании двух способов нагревания.
Разновидности применяемых в промышленности тепловых реле:
- РТЛ;
- РТТ;
- ТРН;
- РТП и др.
Серия РТЛ — устройства для защиты электродвигателей от длительных перегрузок или выпадения одной из фаз. Они применяются как в комплекте с пускателями типа ПМЛ, так и отдельно.
РТТ — тепловые реле для защиты промышленных асинхронных электромоторов (380 V) с короткозамкнутым ротором от затяжных перегрузок. Они также реагируют на выпадение фазы, иногда встраиваются в пускатели типа ПМА.
Серия ТРН — это двухфазные тепловые реле промышленного назначения. Они применяются в комплекте с магнитными пускателями и выполняют функцию защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки.
РТП — тепловые реле с комбинированной системой нагрева биметаллической пластины. Конструкция устройства обеспечивает плавную ручную настройку тока срабатывания. Возврат якоря реле в исходное положение осуществляется двумя способами:
- вручную, посредством кнопки;
- автоматически, после остывания биметаллической пластины.
Особенности установки теплового реле
Обычно монтаж производится вместе с магнитным пускателем, который обеспечивает подключение и запуск электродвигателя. Некоторые тепловые реле устанавливаются как самостоятельные приборы на DIN-рейку либо на монтажные панели (ТРН или РТТ). Причем если у реле ТРН есть лишь пара входящих подключений, то фаз все равно 3.
Отключенный фазный провод выводится с пускателя к двигателю в обход устройства. Изменение тока будет происходить пропорционально во всех фазах, в результате чего достаточно контролировать только две из них.
Возможно подключение теплового реле и с помощью токовых трансформаторов, что целесообразно при использовании мощных моторов. Как бы там ни было, важно избегать ошибок при установке, например, нельзя подключать реле с параметрами, не соответствующими характеристикам электродвигателя.
| Технические характеристики тепловых реле: | |||||
| Номинальное напряжение переменного тока, В | 660 | ||||
| Частота переменного тока, Гц | 50 (60) | ||||
| Время срабатывания при токе 1,2 Iном, мин | 20 | ||||
| Время ручного возврата, мин, не менее | 1,5 | ||||
| Время срабатывания при нагрузке 6-кратным Iном, с | РТЛ-1000 | 4,5 … 9,0 | |||
| РТЛ-2000 | 4,5 … 12,0 | ||||
| Термическая стойкость реле, с, при нагрузке 18-кратным Iном на ток: | до 10А | 0,5 | |||
| свыше 10А | 1,0 | ||||
| Тип реле | Диапазон регулирова-ния номинального тока несрабатывания, А | Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт | Тип реле | Диапазон регулирова-ния номинального тока несрабатывания, А | Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт |
| Номинальный ток 25А | |||||
| РТЛ-1001 | 0,10 … 0,17 | 2,05 | РТЛ-1008 | 2,40 … 4,00 | 1,87 |
| РТЛ-1002 | 0,16 … 0,26 | 2,03 | РТЛ-1010 | 3,80 … 6,00 | 1,84 |
| РТЛ-1003 | 0,24 … 0,40 | 1,97 | РТЛ-1012 | 5,50 … 8,00 | 1,68 |
| РТЛ-1004 | 0,38 … 0,65 | 1,99 | РТЛ-1014 | 7,00 … 10,0 | 1,75 |
| РТЛ-1005 | 0,61 … 1,00 | 1,8 | РТЛ-1016 | 9,50 … 14,0 | 2,5 |
| РТЛ-1006 | 0,95 … 1,6 | 1,8 | РТЛ-1021 | 13,0 … 19,0 | 2,75 |
| РТЛ-1007 | 1,50 … 2,60 | 1,8 | РТЛ-1022 | 18,0 … 25,0 | 2,8 |
| Номинальный ток 80А | |||||
| РТЛ-2053 | 23 … 32 | 2,43 | РТЛ-2059 | 47 … 64 | 3,69 |
| РТЛ-2055 | 30 … 41 | 3,03 | РТЛ-2061 | 54 … 74 | 4,38 |
| РТЛ-2057 | 38 … 52 | 3,3 | РТЛ-2063 | 63 … 86 | 5,62 |
КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ НУЖНОЕ ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ
Для правильного выбора модели теплового реле нужно ориентироваться на мощностные параметры защищаемого электродвигателя. Основные характеристики устройства отображаются в условном обозначении. В маркировке теплового реле в обязательном порядке присутствуют следующие данные:
- диапазон токов установки;
- климатическое исполнение;
- режим возврата теплового реле (ручной или автоматический).
При выборе теплового реле рекомендуем учитывать и такие аспекты:
- некоторые разновидности имеют функцию недогрузки, позволяющую выявить уменьшение тока в цепи;
- устройства могут иметь опцию компенсации температуры внешней среды — такие считаются самыми удобными и надежными;
- выпускаются приборы, дополненные световыми индикаторами. Датчики или светодиоды отображают сигналы состояния и включения.
Как работают реле? — Объясни это!
Крис Вудфорд. Последнее обновление: 25 июня 2019 года.
Вы можете не осознавать этого, но вы постоянно настороже, опасаетесь угроз и готовы действовать в любой момент. Миллионы лет эволюции заставили ваш мозг спасти вашу кожу, когда малейшая опасность угрожает вашему существованию. Если вы используете власть инструмент, например, и крошечная деревянная щепка летит к вашему глазу, один из ваши ресницы отправят сигнал в ваш мозг, который делает ваши веки зажаты в одно мгновение — достаточно быстро, чтобы защитить свое зрение.Здесь происходит то, что крошечный стимул вызывает гораздо больший и более полезный ответ. Вы можете найти Тот же трюк на работе на всех видах машин и электрических приборы, где датчики готовы включить или отключить в доли секунды, используя умные магнитные переключатели, называемые реле. Давайте внимательнее посмотрим, как они работают!
Фото: типичное реле с удаленным пластиковым корпусом. Вы можете увидеть два пружинных контакта слева и электромагнитную катушку (красно-коричневый медный цилиндр) справа.В этом реле, когда ток течет через катушку, он превращает его в электромагнит. Магнит толкает переключатель влево, сближая пружинные контакты и замыкая цепь, к которой они присоединены. Это реле от программатора погружного нагревателя с горячей водой. Электронная схема в программаторе включает или выключает магнит в предварительно запрограммированное время суток, используя относительно небольшой ток. Это позволяет намного большему току течь через пружинные контакты для питания элемента, который нагревает горячую воду.
Что такое реле?
Реле — это электромагнитный переключатель, управляемый относительно маленький электрический ток, который может включать или выключать гораздо больший электрический ток. Сердцем реле является электромагнит (катушка провода, которая становится временный магнит, когда электричество течет через него). Вы можете думать о реле как своего рода электрический рычаг: включите его небольшим током, и он включит («использует») другое устройство используя гораздо больший ток. Почему это полезно? Как имя предполагает, что многие датчики являются невероятно чувствительными частями электронное оборудование и производить только небольшие электрические токи.Но часто мы нуждаемся в них, чтобы водить большие части аппарата, которые используют большие токи. Реле перекрывают разрыв, делая возможным малое токи, чтобы активировать большие. Это означает, что реле могут работать как переключатели (включение и выключение) или в качестве усилителей (преобразование небольшой токи в более крупные).
Как работают реле
Вот две простые анимации, иллюстрирующие, как реле используют одну схему для включения второй цепи.
Когда энергия протекает через первую цепь (1), она активирует электромагнит (коричневый), генерируя магнитное поле (синее), которое притягивает контакт (красный) и активирует вторую цепь (2).Когда питание отключено, пружина возвращает контакт обратно в исходное положение, снова отключая вторую цепь.
Это пример «нормально разомкнутого» (НЕТ) реле: контакты во второй цепи не подключены по умолчанию и включаются только при прохождении тока через магнит. Другие реле являются «нормально замкнутыми» (НЗ; контакты подключены, так что по умолчанию через них протекает ток) и отключаются только при активированном магните, разрывающем или раздвигающем контакты.Нормально открытые реле являются наиболее распространенными.
Вот еще одна анимация, показывающая, как реле связывает две цепи все вместе. По сути, это то же самое, нарисованное немного по-другому. На левой стороне есть входная цепь, питаемая от переключателя или датчик какой-то. Когда эта цепь активирована, она питается ток на электромагнит, который тянет металлический выключатель замкнут и активирует вторую выходную цепь (справа). Относительно небольшой ток во входной цепи, таким образом, активирует больший ток в Выходная схема:
- Входная цепь (синяя петля) отключена, и через нее ток не течет, пока что-то (датчик или замыкатель выключателя) не включит ее.Выходная цепь (красная петля) также отключена.
- Когда во входной цепи протекает небольшой ток, он активирует электромагнит (показанный здесь как синяя катушка), который создает магнитное поле вокруг него.
- Под напряжением электромагнит притягивает металлическую планку в выходной цепи к себе, замыкая выключатель и пропуская через выходной ток гораздо больший ток.
- Выходная цепь работает от сильноточного прибора, такого как лампа или электрический двигатель.
Реле на практике
Фото: еще один взгляд на реле. Сверху: если смотреть прямо вниз, слева можно увидеть пружинные контакты, механизм переключения посередине и электромагнитную катушку справа. Внизу: то же реле, сфотографированное спереди.
Предположим, вы хотите построить электронное охлаждение система, которая включает или выключает вентилятор при комнатной температуре меняется. Вы можете использовать какую-то схему электронного термометра для ощущать температуру, но она будет производить только небольшие электрические токи слишком малы, чтобы приводить электродвигатель в большой поклонник.Вместо этого вы можете подключить цепь термометра к входная цепь реле. Когда небольшой ток течет в этом цепь, реле активирует свою выходную цепь, позволяя намного большему току течь и включая вентилятор.
Реле не всегда включают вещи; иногда они очень услужливо выключают вещи вместо этого. В Например, для оборудования электростанций и линий электропередач вы найдете защитных реле , которые срабатывают при возникновении неисправностей, чтобы предотвратить повреждение от таких вещей, как скачки тока.Электромагнитные реле, подобные описанным выше, когда-то широко использовались для этой цели. В наши дни электронные реле, основанные на интегральных схемах, выполняют ту же работу; они измеряют напряжение или ток в цепи и принимают меры автоматически, если они превышают заданное значение предел.
Реле других типов
Фото: четыре устаревших защитных реле максимального тока, изображенных на устаревшей электростанции в 1986 году, незадолго до ее сноса. Фото любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.
До сих пор мы рассматривали очень общие переключающие реле, но существует довольно много вариантов эта основная тема, в том числе (и это ни в коем случае не исчерпывающий список):
- Реле высокого напряжения: они специально разработаны для переключения высокого напряжения и тока намного выше, чем у обычных реле (обычно до 10000 вольт и 30 ампер).
- Электронные и полупроводниковые реле (также называемые твердотельными реле или SSR): эти токи переключения полностью в электронном виде, без движущихся частей, поэтому они быстрее, тише, меньше, надежнее, и длиться дольше, чем электромагнитные реле.К сожалению, они обычно дороже, меньше эффективны и не всегда работают так же чисто и предсказуемо (из-за таких проблем, как токи утечки).
- Реле времени и реле времени: эти выходные триггерные токи в течение ограниченного периода времени (обычно от доли секунды до примерно 100 часов или четырех дней).
- Тепловые реле: они включаются и выключаются, чтобы не перегревать такие элементы, как электродвигатели, подобно биметаллическим полосовым термостатам.
- Реле максимального тока и направленные реле. Сконфигурированные различными способами, они предотвращают протекание чрезмерных токов в неправильном направлении по цепи (обычно в оборудовании для генерации, распределения или питания).
- Реле дифференциальной защиты: они срабатывают при наличии дисбаланса тока или напряжения в двух разных частях цепи.
- Реле защиты по частоте (иногда называемые реле пониженной и повышенной частоты): Эти полупроводниковые устройства срабатывают, когда частота переменного тока слишком высока, слишком низка или и то, и другое.
Кто изобрел реле?
Фото: Реле широко использовались для коммутации и маршрутизации звонков на телефонных станциях. такой как этот, изображенный в 1952 году.Фото любезно предоставлено НАСА Исследовательский центр Гленна (NASA-GRC).
реле были изобретены в 1835 году американским пионером электромагнетизма Джозеф Генри; на демонстрации в колледже Нью-Джерси, Генри использовал маленький электромагнит для включения и выключения большего и предположил, что реле можно использовать для управления электрическими машинами на очень больших расстояниях. Генри применил эту идею к другому изобретению, над которым он работал в то время, — электрическому телеграфу (предшественнику телефона), который был успешно разработан Уильямом Куком и Чарльзом Уитстоном в Англии и (гораздо более известным) Самуилом Ф.Б. Морс в США. Реле позже использовались в телефонной коммутации и ранних электронных компьютерах и оставались чрезвычайно популярными, пока транзисторы не появились в конце 1940-х; По словам Бэнкрофта Герарди, отмечавшего 100-летие работы Генри по электромагнетизму, к тому времени в одних только Соединенных Штатах работало около 70 миллионов реле. Транзисторы представляют собой крошечные электронные компоненты, которые могут выполнять аналогичную работу с реле, работая в качестве усилителей или переключателей.Хотя они переключаются быстрее, потребляют гораздо меньше электроэнергии, занимают небольшую часть пространства и стоят намного дешевле, чем реле, они обычно работают только с крошечными токами, поэтому реле все еще используются во многих приложениях. Именно развитие транзисторов стимулировало компьютерную революцию с середины 20-го века. Но без реле не было бы транзисторов, поэтому реле — и такие первопроходцы, как Джозеф Генри — тоже заслуживают некоторого уважения!
Определение: Реле — это устройство, которое размыкает или замыкает контакты, чтобы вызвать срабатывание другого электрического управления. Он обнаруживает недопустимое или нежелательное состояние в назначенной области и дает команды на автоматический выключатель для отключения пораженной области. Таким образом защищает систему от повреждений.
Принцип работы реле
Работает по принципу электромагнитного притяжения.Когда цепь реле обнаруживает ток повреждения, он возбуждает электромагнитное поле, которое создает временное магнитное поле.
Это магнитное поле перемещает якорь реле для открытия или закрытия соединений. Реле малой мощности имеет только один контакт, а реле высокой мощности имеет два контакта для размыкания переключателя.
Внутренняя часть реле показана на рисунке ниже. У этого есть железный сердечник, который намотан катушкой управления. Питание подается на катушку через контакты нагрузки и контрольного переключателя.Ток, протекающий через катушку, создает вокруг нее магнитное поле.
Из-за этого магнитного поля верхняя часть магнита притягивает нижнюю часть. Отсюда замыкаем цепь, через которую ток протекает через нагрузку. Если контакт уже закрыт, то он движется в противоположном направлении и, следовательно, размыкает контакты.
Полюс и Бросок
Полюс и броски — это конфигурации реле, где полюс — это переключатель, а бросок — это количество соединений.Однополюсный, однопроходный — это самый простой тип реле, который имеет только один переключатель и только одно возможное соединение. Аналогично, однополюсное реле двойного хода имеет один выключатель и два возможных подключения.
Строительство реле
Реле работает как электрически, так и механически. Он состоит из электромагнитных и наборов контактов, которые выполняют операцию переключения. Конструкция реле в основном подразделяется на четыре группы. Это контакты, подшипники, электромеханическая конструкция, клеммы и корпус.
Контакты — Контакты являются наиболее важной частью реле, которая влияет на надежность. Хороший контакт дает ограниченное контактное сопротивление и снижает износ контактов. Выбор материала контакта зависит от нескольких факторов, таких как характер тока, который должен быть прерван, величина тока, который должен быть прерван, частота и напряжение работы.
Подшипник — Подшипник может быть одним шариковым, многошариковым, шарнирным и драгоценным подшипником.Одиночный шариковый подшипник используется для высокой чувствительности и низкого трения. Мульти-шариковый подшипник обеспечивает низкое трение и большую устойчивость к ударам.
Электромеханическая конструкция — Электромеханическая конструкция включает в себя конструкцию магнитопровода и механическое крепление сердечника, ярма и якоря. Нежелание магнитного пути поддерживается минимальным для повышения эффективности цепи. Электромагнит сделан из мягкого железа, и ток катушки обычно ограничен 5А, а напряжение катушки 220В.
Клеммы и корпус — Сборка якоря с магнитом и основанием производится с помощью пружины. Пружина изолирована от якоря литыми блоками, которые обеспечивают стабильность размеров. Неподвижные контакты, как правило, точечно приварены на клеммной тяге.
,Защита от перегрева (перегрузки) двигателя
Неисправности обмотки двигателя
Большинство сбоев обмоток в двигателе — это косвенно или напрямую , вызванные перегрузкой (длительной или циклической), работой на несбалансированном напряжении питания или однофазным питанием, которые приводят к чрезмерному нагреву до износа изоляции обмотки, пока не произойдет электрический сбой.
Тепловая защита двигателя (от перегрузки) Защита реле (на фото: реле RTX с контактором MNX; кредит: larsentoubro.ком)Общепринятым правилом является то, что срок службы изоляции уменьшается вдвое на каждые 10 ° C повышения температуры выше номинального значения, что зависит от продолжительности времени, проведенного при более высокой температуре. Поскольку электрическая машина имеет относительно большую теплоаккумулирующую способность, из этого следует, что редкие кратковременные перегрузки могут не оказывать неблагоприятного воздействия на машину.
Однако длительные перегрузки, составляющие всего несколько процентов, могут привести к преждевременному старению и повреждению изоляции. Кроме того, на тепловую стойкость двигателя влияет нагрев в обмотке до возникновения неисправности.
Поэтому важно, чтобы характеристика реле учитывала экстремальные значения нулевого тока и тока полной нагрузки, известные как « Холодная » и « Горячая ».
Разнообразие конструкций двигателей, различные применения, различные возможные ненормальные условия эксплуатации и возникающие в результате режимы отказа приводят к сложным тепловым взаимосвязям.
Поэтому точную обобщенную математическую модель создать невозможно.Тем не менее, можно разработать приблизительную модель, если предположить, что двигатель представляет собой однородное тело, создающее и рассеивающее тепло со скоростью, пропорциональной росту температуры.
Это принцип, лежащий в основе модели двигателя тепловой реплики , используемой для защиты от перегрузки.
Температура Т в любой момент времени определяется как:
где:
Tmax = конечная температура устойчивого состояния
τ = постоянная времени нагрева
Повышение температуры пропорционально текущему квадрату:
где:
I R = ток, который при непрерывном течении создает температуру Tmax в двигателе
Следовательно, можно показать, что для любого тока перегрузки I допустимое время t для этого тока должно составлять:
В общем случае источник питания, к которому подключен двигатель, может содержать компоненты как прямой, так и обратной последовательности, и оба компонента тока вызывают нагрев в двигателе.
Следовательно, тепловая копия должна учитывать оба эти компонента, типичное уравнение для эквивалентного тока:
где:
I 1 = ток прямой последовательности
I 2 = ток обратной последовательности
и
на номинальной скорости. Типичное значение K равно 3 .
Наконец, модель тепловой копии должна учитывать тот факт, что двигатель будет иметь тенденцию к охлаждению во время периодов небольшой нагрузки, и начальное состояние двигателя. Двигатель будет иметь постоянную времени охлаждения τ r , которая определяет скорость охлаждения.
Следовательно, окончательная тепловая модель может быть выражена следующим образом: Уравнение 1 :
где:
τ = постоянная времени нагрева
k = Ieq / Ith
A 2 = начальное состояние двигателя (холодный или горячий)
I th = ток тепловой уставки
Уравнение 1 учитывает «холодные» и «горячие» характеристики, определенные в МЭК 60255, часть 8 .
Некоторые реле могут использовать характеристику двойного наклона для постоянной времени нагрева, и, следовательно, требуются два значения постоянной времени нагрева. Переключение между двумя значениями происходит при заданном токе двигателя. Это может быть использовано для улучшения характеристик срабатывания при пуске двигателей, использующих звездо-треугольный пускатель. Во время запуска обмотки двигателя питаются полным током линии, в то время как в состоянии «работа» они несут только 57% тока, видимого реле.
Аналогичным образом, когда двигатель отключен от источника питания, постоянная времени нагрева τ устанавливается равной постоянной времени охлаждения τ r .
Поскольку реле в идеале должно быть согласовано с защищенным двигателем и должно быть в состоянии обеспечить постоянную защиту от перегрузки, желателен широкий диапазон настройки реле вместе с хорошей точностью и низким тепловым перерегулированием.
Типичные кривые настройки реле показаны в Рисунок 1 .
Рисунок 1: Кривые характеристик тепловой перегрузки; Холодные кривые Начальное тепловое состояние 0%Ресурс: Руководство по сети, защите и автоматизации — Areva
,
типов и применений реле максимального токаИндекс
Виды защиты
Схемы защиты можно разделить на две основные группы:
- Схемы агрегатов
- неединичных схем
1. Тип защиты блока
Схемы типазащищают определенную область системы, то есть трансформатор, линию передачи, генератор или шину.
Схемы защиты устройства основаны на действующем законе Кирхгофа — сумма токов, входящих в область системы, должна быть равна нулю.Любое отклонение от этого должно указывать ненормального пути тока . В этих схемах влияние любого возмущения или условий эксплуатации за пределами области интереса полностью игнорируется, и защита должна быть спроектирована так, чтобы она была стабильной выше максимально возможного тока повреждения, который мог бы протекать через защищенную область.
Вернуться к оглавлению №
2.Неединичная защита типа
Схемы, не относящиеся к единице, хотя и предназначены для защиты определенных областей, не имеют фиксированных границ . Помимо защиты своих назначенных зон, защитные зоны могут перекрывать другие области. Хотя это может быть очень полезным для целей резервного копирования, может существовать тенденция к тому, что слишком большая область будет изолирована, если неисправность будет обнаружена различными неединичными схемами.
Самая простая из этих схем измеряет ток и включает в себя обратную характеристику времени в операции защиты, чтобы обеспечить первому срабатыванию защиты ближе к отказу.
Система защиты неединичного типа включает в себя следующие схемы:- Защита от перегрузки по току с градацией времени
- Токовая градуированная токовая защита
- Защита по расстоянию или сопротивлению
Вернуться к оглавлению №
2,1 токовой защиты
Это самый простой способ защитить линию и поэтому широко используется.
Он обязан своим применением из-за того, что в случае неисправности ток увеличится до значения, в несколько раз превышающего максимальный ток нагрузки.У него есть ограничение: его можно применять только к простому и не дорогостоящему оборудованию.
Вернуться к оглавлению №
2.2 Защита от замыканий на землю
Общая практика заключается в использовании набора из двух или трех реле максимального тока и отдельного реле максимального тока для однофазного замыкания на землю. Отдельное реле защиты от замыкания на землю при наличии делает защиту от замыкания на землю более быстрой и чувствительной .
Ток замыкания на землю всегда меньше, чем ток замыкания фазы по величине.
Следовательно, реле, подключенное для защиты от замыкания на землю, отличается от реле для защиты от замыкания на фазу.
Вернуться к оглавлению №
Различные типы неисправностей линий
| № | Тип ошибки | Эксплуатация реле |
| 1 | замыкание на землю (замыкание на землю) | реле защиты от замыканий на землю |
| 2 | Межфазное замыкание Не с заземлением | Реле максимального тока с соответствующей фазой |
| 3 | Двухфазное замыкание на землю | Реле максимального тока с соответствующей фазой и реле защиты от замыкания на землю |
Вернуться к оглавлению №
Реле максимального тока Назначение и рейтинги
Реле, которое срабатывает или срабатывает, когда его ток превышает предварительно определенное значение (значение настройки), называется реле максимального тока .
Защита от перегрузки по току защищает системы электропитания от чрезмерных токов , которые вызваны короткими замыканиями, замыканиями на землю и т. Д. Реле максимального тока могут использоваться для защиты практически любых элементов энергосистемы, то есть линий электропередачи, трансформаторов, генераторов или двигателей.Для защиты фидера было бы более одного реле максимального тока для защиты различных секций фидера. Эти реле максимального тока должны координироваться друг с другом так, чтобы ближайший отказ реле срабатывал первым.
Использование времени, тока и комбинации времени и тока — это три способа различения смежных реле максимального тока.
Реле максимального тока обеспечивает защиту от:
Перегрузка по току включает защиту от короткого замыкания, и короткие замыкания могут быть:
- Фазовые неисправности
- замыканий на землю
- Неисправности обмотки
Токи короткого замыкания обычно составляют в несколько раз (от 5 до 20) тока полной нагрузки .Следовательно, быстрое устранение неисправностей всегда желательно при коротких замыканиях.
Вернуться к оглавлению №
Основные требования защиты от перегрузки по току
Защита не должна срабатывать при пусковых токах, допустимых перегрузках по току, скачках тока. Для достижения этого предусмотрена временная задержка (в случае обратных реле).
Защита должна быть скоординирована с соседней защитой от сверхтока.
Реле максимального тока является основным элементом защиты от сверхтока.
Вернуться к оглавлению №
Предохранение от перегрузки по току
Это наиболее важные цели реле максимального тока:
- Обнаружение ненормальных условий
- Изолировать неисправную часть системы
- Скорость Быстрая работа, чтобы минимизировать ущерб и опасность
- Дискриминация Изолировать только неисправный раздел
- Надежность / надежность
- Безопасность / стабильность
- Стоимость защиты / от стоимости потенциальных опасностей
Вернуться к оглавлению №
Рейтинг реле максимального тока
Для правильной работы устройства защиты от сверхтоков необходимо правильно выбрать номиналы устройства защиты от сверхтоков.Эти номиналы включают в себя напряжение, ток и номинальную мощность.
Если рейтинг прерывания выбран неправильно, существует серьезная опасность для оборудования и персонала.
Ограничение тока можно рассматривать как еще одно устройство защиты от сверхтоков, хотя не все устройства защиты от сверхтоков должны иметь эту характеристику
Номинальное напряжение: Номинальное напряжение устройства защиты от сверхтоков должно быть как минимум равно или превышать напряжение цепи.Защитное устройство от перегрузки по току может быть выше, чем напряжение системы, но никогда не должно быть ниже.
Номинальный ток: Номинальный ток устройства защиты от сверхтока обычно не должен превышать токонесущую способность проводников. Как правило, номинальный ток устройства защиты от тока тока выбирается при 125% тока непрерывной нагрузки.
Вернуться к оглавлению №
Разница между защитой от перегрузки по току и перегрузкой
Защита от перегрузки по току защищает от чрезмерных токов или токов сверх допустимых значений тока , которые возникают в результате коротких замыканий, замыканий на землю и условий перегрузки.
Защита от перегрузки защищает от ситуации, когда ток перегрузки вызывает перегрев защищаемого оборудования .
Защита от перегрузки по току представляет собой более широкую концепцию, поэтому защиту от перегрузки можно рассматривать как часть защиты от перегрузки по току.
Реле максимального тока может использоваться в качестве защиты от перегрузки (тепловой), когда оно защищает резистивные нагрузки и т. Д., Однако, для нагрузок двигателя реле перегрузки по току не может служить в качестве защиты от перегрузки. Реле перегрузки обычно имеют более длительное время, чем реле перегрузки по току.
Вернуться к оглавлению №
Типы реле максимального тока
Это типы реле максимального тока:
- Реле мгновенного перегрузки по току (определение тока)
- Определите реле максимального тока времени
- Реле максимального тока с обратным временем (Реле IDMT)
- Умеренно обратный
- Очень инверсное время
- Чрезвычайно Обратный
- Реле максимального тока
Вернуться к оглавлению №
1.Реле мгновенного максимального тока (Define Current)
Реле с определенным током срабатывает мгновенно, когда ток достигает предварительно определенного значения.
мгновенное реле максимального тока — определенный ток - Работает в определенное время, когда ток превышает значение срабатывания.
- Критерием его работы является только текущая величина (без временной задержки).
- Время работы постоянно.
- Нет преднамеренной задержки.
- Координация реле с определенным током основана на том факте, что ток короткого замыкания изменяется в зависимости от места повреждения из-за разницы в импедансе между коротким замыканием и источником .
- Реле, расположенное дальше всего от источника, работает при низком значении тока
- Рабочие токи постепенно увеличиваются для других реле при движении к источнику.
- работает в течение 0,1 с или менее
Применение: Этот тип применяется к исходящим фидерам.
Вернуться к оглавлению №
2. Реле максимального тока с выдержкой времени
В этом типе должны быть выполнены два условия для работы (отключения), ток должен превышать заданное значение, и неисправность должна быть постоянной как минимум в течение времени, равного времени установки реле.
Определенное время реле максимального токаСовременные реле могут содержать более одной ступени защиты, каждая ступень включает каждую собственную настройку тока и времени.
- Для работы в течение определенного времени Время срабатывания реле максимального тока постоянно
- Его работа не зависит от величины тока выше значения срабатывания.
- Имеет настройки срабатывания и таймера, желаемая задержка может быть установлена с помощью механизма преднамеренной задержки.
- Легко координировать.
- Постоянное время отключения независимо от изменения подачи и места повреждения.
недостаток реле:
- Непрерывность питания не может поддерживаться на конце нагрузки в случае неисправности.
- Временная задержка обеспечивается, что нежелательно при коротких замыканиях.
- Это сложно координировать и требует изменений с добавлением нагрузки.
- Не подходит для длинных линий электропередачи, где для обеспечения устойчивости требуется быстрое устранение неисправностей.
- Реле испытывают трудности при различении токов короткого замыкания в той или иной точке, когда полное сопротивление короткого замыкания между этими точками невелико, поэтому плохая дискриминация.
Применение:
Реле максимального тока с выдержкой времени используется как:
- Резервная защита дистанционного реле линии электропередачи с временной задержкой.
- Резервная защита дифференциального реле силового трансформатора с выдержкой времени.
- Основная защита для исходящих фидеров и шинных соединителей с регулируемой настройкой задержки.
Вернуться к оглавлению №
3. Реле максимального тока с обратным временем (Реле IDMT)
В реле этого типа время работы обратно пропорционально току. Таким образом, высокий ток будет работать реле максимального тока быстрее, чем нижние. Существуют стандартные обратные, очень обратные и крайне обратные типы.
Дискриминация как по времени, так и по току. Время срабатывания реле обратно пропорционально току повреждения.
Реле обратного временитакже называются реле обратного минимального времени (IDMT).
Обратное определенное минимальное время (IDMT)Время срабатывания реле максимального тока можно увеличить (сделать медленнее), отрегулировав «настройку таймера». Самая низкая установка таймера (самое быстрое время работы) обычно составляет 0,5, а самая медленная — 10.
- Работает, когда ток превышает значение срабатывания.
- Время работы зависит от величины тока.
- Это дает обратные временные характеристики тока при более низких значениях тока повреждения и определенные временные характеристики при более высоких значениях
- Обратная характеристика получается, если значение множителя настройки штекера меньше 10, для значений между 10 и 20 характеристиками наблюдается тенденция к определенным временным характеристикам.
- Широко используется для защиты распределительных линий.
На основании различий у него есть три различных типа:
Обратные типыВернуться к оглавлению №
3.1. Нормальное обратное реле максимального тока
Точность времени работы может составлять от 5 до 7,5% от номинального времени работы, как указано в соответствующих нормах. Неопределенность времени работы и необходимого времени работы может потребовать градуировки от 0,4 до 0,5 секунд.
Используется, когда ток повреждения зависит от генерации отказа , а не от места повреждения.
Нормальное обратное время Реле максимального тока — это относительно небольшое изменение во времени на единицу изменения тока.
Применение:
Наиболее часто используется в коммунальных и промышленных цепях. особенно применимо, когда величина повреждения в основном зависит от генерирующей мощности системы во время отказа.
Вернуться к оглавлению №
3.2. Реле максимального обратного тока с обратным током
- Дает больше обратных характеристик, чем у IDMT.
- Используется при уменьшении тока повреждения по мере увеличения расстояния от источника.
- Особенно эффективен при замыканиях на землю из-за их крутых характеристик.
- Подходит, если происходит существенное уменьшение тока повреждения по мере увеличения расстояния повреждения от источника питания.
- Реле максимального обратного тока особенно подходят, если ток короткого замыкания быстро падает с расстоянием от подстанции.
- Граница оценки может быть уменьшена до значения в диапазоне от 0.От 3 до 0,4 секунды при использовании реле максимального тока с очень обратными характеристиками.
- Используется, когда ток повреждения зависит от места повреждения.
- Используется, когда ток повреждения не зависит от нормальных изменений в генерирующей мощности.
Вернуться к оглавлению №
3.3. Реле максимального тока с обратным временем срабатывания
- У него больше обратных характеристик, чем у IDMT, и очень обратное реле максимального тока.
- Подходит для защиты машин от перегрева.
- Время срабатывания реле максимального тока с крайне обратной амплитудно-временной характеристикой приблизительно обратно пропорционально квадрату тока
- Использование реле максимального обратного тока позволяет использовать короткую задержку, несмотря на высокие токи включения.
- Используется, когда ток повреждения зависит от места повреждения
- Используется, когда ток повреждения не зависит от нормальных изменений в генерирующей мощности.
Применение:
- Подходит для защиты распределительных питателей с пиковыми токами при включении (холодильники, насосы, водонагреватели и т. Д.).
- Особенно подходит для классификации и координат с плавкими предохранителями и замыканиями
- Для защиты генераторов, трансформаторов. Дорогие кабели и пр.
Вернуться к оглавлению №
3.4. Долгое обратное реле максимального тока
Основное применение длительных реле максимального тока — защита от замыканий на землю.
4. Направленные реле максимального тока
Когда энергосистема не является радиальной (источник на одной стороне линии), реле максимального тока может быть не в состоянии обеспечить адекватную защиту.Этот тип реле работает в направлении тока и блокирует в противоположном направлении.
Для его работы должны быть выполнены три условия: сила тока, задержка по времени и направленность. Направленность протекания тока можно определить, используя напряжение в качестве эталона направления.
Вернуться к оглавлению №
Применение реле максимального тока
Защита двигателя:
- Используется для защиты от перегрузок и коротких замыканий в обмотках статора двигателя.
- Обратное время и мгновенная фаза максимального тока и заземление
- Реле максимального тока, используемые для двигателей мощностью свыше 1000 кВт.
Защита трансформатора:
- Используется только тогда, когда стоимость реле максимального тока неоправданна.
- Также в местах расположения силовых трансформаторов для защиты от внешних повреждений.
Защита линии:
- На некоторых линиях электропередач, где стоимость дистанционной ретрансляции не может быть оправдана.
- первичная защита от замыкания на землю на большинстве линий электропередачи, где дистанционные реле используются для обрыва фазы.
- Для защиты от замыкания на землю на большинстве линий с ретрансляцией пилота для первичной защиты.
Защита распределения:
Реле максимального токаочень хорошо подходит для защиты распределительной системы по следующим причинам:
- Это в основном просто и недорого.
- Очень часто реле не должны быть направленными, и, следовательно, не требуется подача ПТ.
- Можно использовать набор из двух реле O / C для защиты от межфазных замыканий и отдельное реле максимального тока для замыканий на землю.
Вернуться к оглавлению №
,Похожие записи
