Реле прямого действия, непосредственно воздействующие на приводы выключателя, встраивают от двух до четырех штук и более в приводы многих типов и выполняют с выдержкой времени или без нее.
Реле максимального тока РТВ
Реле максимального тока с механической выдержкой времени РТВ, выполненное на электромагнитной системе соленоидного типа (рис. 1), обладает ограниченно зависимой временной характеристикой.
При появлении в катушке реле достаточной силы якорь притягивается к неподвижному полюсу. Усилие через пружину как жесткую связь передается на ударник и толкает его вверх. Движению ударника препятствует часовой механизм, с которым он связан при помощи тяги. Скорость движения определяется силой тока в реле, что обуславливает зависимую часть характеристики (рис. 2).
По истечении выдержки времени ударник освобождается и, ударяя по рычагу отключающего валика, освобождает механизм выключателя.
Начиная с токов, примерно 3-кратных току срабатывания, развивается усилие, достаточное для сжатия пружины, благодаря чему сердечник втягивается мгновенно. В этом случае скорость движения ударника определяется свойствами пружины и тормозным действием механизма и не зависит от силы тока в реле, что обеспечивает независимую часть характеристики.
Рис. 1 Встроенное реле типа РТВ: 1 — обмотка; 2 — ударник; 3 — неподвижный полюс (стоп); 4 — отключающий валик; 5 —рычаг отключающего валика; 6 — поворотный переключатель отпаек; 7 — стопорное кольцо; 8 — спиральная пружина; 9 —тяга связи часового механизма и сердечника; 10 — установочный винт для изменения выдержки времени; 11 — пластина: 12 —рычаг; 13 — часовой механизм; 14 — корпус часового механизма; 15 — сердечник.
Уставку тока срабатывания Iу регулируют изменением числа витков обмотки реле при помощи штепсельного или поворотного переключателя. При необходимости большие уставки получают путем подбора нужных ответвлений с числом витков ωуст = ωрасч. При этом:
где FM.C.Р — магнитодвижущая сила срабатывания реле.
По техническим данным для реле РТВ FM.C.Р = 1500 А, для РТМ FM.C.Р = 1350 А.
Уставку выдержки времени регулируют при помощи установочного винта на часовом механизме.
Реле РТВ имеют большое потребление (20... 50 В•А) и значительные погрешности по току (±10%) и выдержкам времени (±0,3... 0,5 с в независимой части).
Коэффициент возврата реле зависит от времени действия реле. В расчетах учитывается коэффициент возврата в конце сцепления с часовым механизмом: 0,5 при максимальной уставке выдержки времени, 0,7 ... 0,8 при минимальной.
Варианты исполнения.
Реле РТВ отличаются пределами уставок и временными характеристиками.
Реле РТВ, встраиваемые в приводы ППМ-10 и в приводы выключателей ВМП-10П, имеют пределы регулирования уставок тока 5...10 (через 1 А), 11 ... 20 (через 2 А) и 20...35 А.
Реле привода ПП-61 и ПП-67 имеют три модификации: PTB-I и PTB-IV с уставками 5; 6; 7,5 и 10 А; реле РТВ-II и РТВ-V—10; 12,5; 15; 17,5 А; реле РТВ-III и PTB-VI— 20, 25, 30 и 35 А. При этом в отличие от описанных ранее временные характеристики реле PTB-I, РТВ-II и РТВ-III имеют независимую часть при кратности тока в реле 1,6...1,8 и более.
Рис. 2 Характеристики времени срабатывания реле типа РТВ при разных уставках по времени
Реле максимального тока РТМ
Реле максимального тока мгновенного действия РТМ не имеет часового механизма и отличается от РТВ широкой шкалой уставок токов срабатывания (до 150 А). Есть конструкции реле мгновенного действия, у которых ток срабатывания регулируется плавно изменением начального расстояния от сердечника до неподвижного полюса.
Благодаря простоте схем защит с реле РТМ и РТВ прямого действия эти реле находят применение для защит в системах сельского электроснабжения.
Электромагнитные соленоидные приводы ПС-10, ПС-30 не имеют встроенных катушек реле. Для выполнения защиты с питанием оперативных цепей непосредственно от трансформаторов тока применяют специальную приставку к приводу.
Кроме указанных ранее, используют реле минимального напряжения мгновенного действия РНМ и с выдержкой времени РНВ.
Испытания вторичных реле максимального тока.
При испытаниях реле типа РТВ проверяют шкалу токов срабатывания и снимают временные характеристики, которые могут значительно отличаться даже для реле одного типа.
Особенностью реле РТВ, которую необходимо учитывать при испытаниях, является сильная зависимость его сопротивления от положения сердечника внутри катушки и от протекающего тока. По этой причине питание реле РТВ в схеме испытаний (рис. 3) осуществляется от вторичной обмотки трансформатора тока, значение вторичного тока которого мало изменяется с изменением вторичной нагрузки. При этом значение первичного тока следует поддерживать постоянным. Вторичные обмотки трансформаторов тока включены параллельно для снижения коэффициента трансформации.
Ток срабатывания реле определяют при плавном увеличении тока в реле. Измеряют наибольшее значение, при котором сердечник освобождает защелку привода.
Ток возврата определяют при плавном снижении тока в реле в конце хода зацепления с часовым механизмом.
Рис. 3 Схема испытаний реле РТВ: Р — рубильник питания стенда; К — контактор; ЛТТ—многопредельный лабораторный трансформатор тока; ТТ — высоковольтный трансформатор тока с двумя сердечниками; РТВ — токовое реле с механической выдержкой времени, встроенное в привод выключателя; 1BK, 3ВК — замыкающие вспомогательные контакты привода выключателя (разомкнутые при положении «Отключено» и замыкающиеся при включении); 2ВК — размыкающие вспомогательные контакты привода включателя (размыкающиеся при положении «Включено»); ЛЗ, ЛК — зеленая и красная лампы сигнализации положений «Отключено» и «Включено».
Время срабатывания защиты с реле РТВ измеряют с момента подачи тока в обмотку до момента размыкания контактов выключателя, к которым непосредственно и присоединяют цепь питания секундомера. В лабораторной схеме используют вспомогательные контакты привода, размыкающие в положении «Отключено» цепь катушки контактора, который выполняет роль выключателя.
В зависимости от имеющейся аппаратуры вместо контактов К контактора могут быть использованы главные контакты выключателя, управляемого приводом с реле РТВ, что наиболее соответствует реальным условиям, или непосредственно вспомогательные контакты привода, размыкающиеся в положении «Отключено» (например, 3ВК и 4ВК), что вносит незначительную ошибку.