Реле называется устройство, в котором осуществляется скачкообразное изменение (переключение) выходного сигнала под воздействием управляющего (входного) сигнала, изменявшегося непрерывно в определённых пределах.
Релейные элементы (реле) находят широкое применение в системах автоматики, так как с их помощью можно управлять большими мощностями на выходе при малых по мощности входных сигналах; выполнять логические операции; создавать многофункциональные релейные устройства; осуществлять коммутацию электрических цепей; фиксировать отклонения контролируемого параметра от заданного уровня; выполнять функции запоминающего элемента и т. д. Наибольшее применение реле находят в области релейной защиты и автоматики.
Классификация реле
Реле классифицируются по различным признакам: по виду входных физических величин, на которые они реагируют; по функциям, которые они выполняют в системах управления; по конструкции и т. д. По виду физических величин различают электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, акустические и т.д. реле. При этом следует отметить, что реле может реагировать не только на значение конкретной величины, но и на разность значений (дифференциальные реле), на изменение знака величины (поляризованные реле) или на скорость изменения входной величины.
Устройство реле
Реле обычно состоит из трех основных функциональных элементов:
воспринимающего, промежуточного и исполнительного. Воспринимающий (первичный)
элемент воспринимает контролируемую величину и преобразует её в другую
физическую величину. Промежуточный элемент сравнивает значение этой величины с
заданным значением и при его превышении передает первичное воздействие на
исполнительный элемент. Исполнительный элемент осуществляет передачу воздействия
от реле в управляемые цепи. Все эти элементы могут быть явно выраженными или
объединёнными друг с другом. Воспринимающий элемент в зависимости от назначения
реле и рода физической величины, на которую он реагирует, может иметь различные
исполнения, как по принципу действия, так и по устройству.
По устройству исполнительного элемента реле подразделяются на контактные и бесконтактные.
Контактные реле воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов, замкнутое или разомкнутое состояние которых позволяет обеспечить или полное замыкание или полный механический разрыв выходной цепи.
Бесконтактные реле воздействуют на управляемую цепь путём резкого (скачкообразного) изменения параметров выходных электрических цепей (сопротивления, индуктивности, емкости) или изменения уровня напряжения (тока).
Основные характеристики реле определяются зависимостями между параметрами выходной и входной величины.
По способу включения реле разделяются:
- Первичные – реле, включаемые непосредственно в цепь защищаемого элемента. Достоинством первичных реле является то, что для их включения не требуется измерительных трансформаторов, не требуется источников оперативного тока и не требуется контрольных кабелей.
- Вторичные - реле, включаемые через измерительные трансформаторы тока или напряжения.
Наибольшее распространение в технике релейной защиты получили вторичные реле, к достоинствам которых можно отнести: они изолированы от высокого напряжения, расположены в удобном для обслуживания месте, выполняются стандартными на ток 5(1) А или напряжение 100 В независимо от тока и напряжения первичной защищаемой цепи.
По исполнению реле классифицируются:
- Электромеханические или индукционные - с подвижными элементами.
- Статические - без подвижных элементов (электронные, микропроцессорные).
По назначению реле подразделяются:
- Измерительные реле. Для измерительных реле характерно наличие опорных элементов в виде калиброванных пружин, источников стабильного напряжения, тока и т.п. Опорные (образцовые) элементы входят в состав реле и воспроизводят заранее установленные значения (называемые уставкой) какой-либо физической величины, с которой сравнивается контролируемая (воздействующая) величина. Измерительные реле обладают высокой чувствительностью (воспринимают даже незначительные изменения контролируемого параметра) и имеют высокий коэффициент возврата (отношение воздействующих величин возврата и срабатывания реле, например, для реле тока - Кв=Iв / Iср).
-
Реле тока реагируют на величину тока и могут быть:
- первичные, встроенные в привод выключателя (РТМ);
- вторичные, включенные через трансформаторы тока:
электромагнитные - (РТ-40),
индукционные - (РТ-80),
тепловые - (ТРА),
дифференциальные - (РНТ, ДЗТ),
на интегральных микросхемах - (РСТ),
фильтр - реле тока обратной последовательности - (РТФ).
- Реле напряжения реагируют на величину напряжения и могут быть: - первичные - (РНМ); - вторичные, включенные через трансформаторы напряжения: электромагнитные – (РН-50), на интегральных микросхемах - (РСН), фильтр - реле напряжения обратной последовательности - (РНФ).
- Реле сопротивления реагируют на величину отношения напряжения и тока - (КРС, ДЗ-10);
- Реле мощности реагируют на направление протекания мощности КЗ:
индукционные – (РБМ-170, РБМ-270),
на интегральных микросхемах - (РМ-11, РМ-12).
- Реле частоты реагируют на изменение частоты напряжения - на электронных элементах (РЧ-1, РСГ).
- Цифровое реле - это многофункциональное программное устройство, одновременно выполняющее функции реле тока, напряжения, мощности и т.д.
Реле могут быть максимальные или минимальные. Реле, срабатывающие при возрастании воздействующей на него величины называются максимальными, а реле, срабатывающие при снижении этой величины, называются минимальными.
Логические или вспомогательные реле подразделяются на:
- Реле промежуточные передают действие измерительных реле на отключение выключателя и служат для осуществления взаимной связи между элементами релейной защиты. Промежуточные реле предназначены для размножения сигналов, полученных от других реле, усиления этих сигналов и передачи команд другим аппаратам: электромагнитные постоянного тока – (РП-23, РП-24), электромагнитные переменного тока – (РП-25, РП-26), электромагнитные постоянного тока с замедлением при срабатывании или отпадании – (РП-251, РП-252), электронные на интегральных микросхемах - (РП-18),
- Реле времени служат для замедления действия защиты: электромагнитные постоянного тока – (РВ-100), электромагнитные переменного тока – (РВ-200), электронные на интегральных микросхемах - (РВ-01, РВ-03 и ВЛ)
- Реле сигнальные или указательные служат для регистрации действия как самих реле, так и других вторичных аппаратов (РУ-21, РУ-1).
По способу воздействия на выключатель реле разделяются:
- Реле прямого действия, подвижная система которых механически связана с отключающим устройством коммутационного аппарата (РТМ, РТВ)
- Реле косвенного действия, которые управляют цепью электромагнита отключения коммутационного аппарата.
Основные виды релейной защиты:
- Токовая защита – ненаправленная или направленная (МТЗ, ТО, МТНЗ).
- Защита минимального напряжения (ЗМН).
- Газовая защита (ГЗ).
- Дифференциальная защита.
- Дистанционная защита (ДЗ).
-
Дифференциально-фазная (высокочастотная) защита (ДФЗ).