4. Принцип действия четырехполюсной индукционной системы. Назначение, устройство и

работа реле РБМ-171 и РБМ-271. Отличительные особенности реле РБМ-177 и РБМ-277.

Индукционные реле мощности типа РБМ. Отечественной электропромышленностью выпускались быстродействующие реле направления мощности РБМ промежуточного типа, конструктивное выполнение которых соответствует показанному на рис.2.32, а. Момент реле выражается уравнением где β = 90 – α. Имеются два основных варианта исполнения реле: РБМ-171 и РБМ-271, используемые обычно для включения на фазный ток и междуфазное напряжение. Угол максимальной чувствительности у этих реле может изменяться и имеет два значения: φМ.Ч = – и 45° и φМ.Ч = – 30°. РБМ-178, РБМ-278 и РБМ-177, РБМ-277 включаются на ток и напряжение нулевой последовательности (НП); их угол максимальной чувствительности φМ.Ч = + 70°. У реле РБМ-178 и РБМ-278 SС.Р = 0,2 - 4 В·А, у реле РБМ-177 и РБМ-277 SС.Р =0,6 + 3 В·А. Реле РБМ-271. РБМ-277, РБМ-278 – двустороннего действия, имеют два замыкающих контакта, действующих при соответствующем знаке момента. Индукционные РНМ заводом не изготовляются. Однако в эксплуатации находится большое количество таких реле. Освоен промышленный выпуск РНМ типов РМ-11 (с угловой характеристикой, аналогичной РБМ-171) и РМ-12 (с угловой характеристикой, аналогичной РБМ-178). Напряжение срабатывания реле РМ-11 не более 0,25 В, а реле РМ-12 регулируется ступенями 1, 2 и 3 В

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ ТИПОВ ИМБ И РБМ 1. Реле направления мощности типов ИМБ и РБМ применяются в качестве органов направления мощности короткого замыкания в схемах релейной защиты, в сетях с кольцевым или двусторонним питанием. Для различных случаев использования выпускаются следующие модификации реле:

г) РБМ-177/1, РБМ-177/2, РБМ-178/1 и РБМ-178/2 для направленной защиты от замыканий на землю в сетях с большим током замыкания на землю. Применяются в сетях напряжением ПО кв и выше в тех случаях, когда необходимы более высокая чувствительность и быстродействие, чем это могут дать реле серии ИМБ. д) РБМ-271/1, РБМ-271/2, РБМ-277/1, РБМ-277/2, РБМ-278/1 и РБМ-278/2 реле двустороннего действия для поперечной направленной дифференциальной защиты параллельных линий соответственно для защиты от междуфазных коротких замыканий и от замыканий на землю в сетях с большим током замыкания на землю. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ ТИПОВ ИМБ И РБМ 2. Реле типов ИМБ и РБМ являются индукционными однофазными реле с цилиндрическим барабанчиковым ротором. Отдельные типы реле незначительно отличаются друг от друга конструктивным выполнением (в основном контактной системы) и некоторыми особенностями схемы для получения различных рабочих характеристик. Реле имеет замкнутый магнитопровод с четырьмя выступающими внутрь полюсами. Для уменьшения магнитного сопротивления междуполюсного пространства в центре между полюсами расположен :тальной цилиндрический сердечник. Величина зазора между полюсами и сердечником для реле типов ИМБ составляет 2 мм, РБМ—1 мм. В зазоре расположен алюминиевый цилиндрический ротор (барабанчик). Вращение барабанчика, органичивается упорами в пределах 2—4°. Противодействующий момент создается спиральной пружиной (в реле типов РБМ-271, РБМ-277 и РБМ-278 имеются две спиральные пружины). Основанием подвижной системы служит массивная планка, укрепленная в нижней части магнитопровода. На этой планке закреплён стальной цилиндрический сердечник с нижним подпятником. Сердечник имеет срез но образующей. Обмотка напряжения реле, выведенная на зажимы 7—8, состоит из четырех последовательно соединенных катушек, расположенных на внешнем магнитопроводе. Токовая обмотка, выведенная на зажимы 5—6, состоит из двух последовательно соединенных катушек , надетых на полюсы. 3. Векторы потоков Фт и Фн изображены совпадающими векторами токов в обмотках тока и напряжения (пренебрегая потерями в стали магнитопровода). Ток в обмотке напряжения отстает от Up на угол б (угол полного сопротивления цепи напряжения). Момент вращения, действующий на подвижную систему реле, направлен в сторону отстающего по фазе магнитного потока (в данном случае Фн) и действует на замыкание контактов. За положительное направление потока, пронизывающего барабанчик, принято направление потока от полюса к сердечнику. Направление всех вращающих моментов от взаимодействия магнитных потоков любых двух смежных полюсов однозначно. Величины углов максимальной чувствительности, мощность срабатывания и другие особенности, для разных типов реле даны в таблице технических данных реле, приведенной в приложении.

Реле типов РБМ-177/1, РБМ-177/2, РБМ-178/1 и РБМ-178/2. Конструктивное выполнение реле типов РБМ-177 и РБМ-178 аналогично реле РБМ-171. Реле РБМ-178 по сравнению с реле РБМ-177 имеет более высокую чувствительность за счет большего потребления цепи напряжения. Благодаря этому реле РБМ-178 термически неустойчиво и допускает только кратковременную подачу напряжения (см. таблицу «Основные технические данные реле типов ИМБ и РБМ»). 9. Реле типов РБМ-271, РБМ-277 и РБМ-278. Реле РБМ-278 по сравнению с реле РБМ-277 имеет более высокую чувствительность за счет большего потребления мощности цепи напряжения. Благодаря этому реле РБМ-278 термически неустойчиво и допускает только кратковременную подачу напряжения (см. таблицу «Основные технические данные реле типов ИМБ и РБМ»). Реле имеют два НО контакта двустороннего действия для выбора и отключения поврежденной линии в схемах поперечной дифференциальной защиты параллельных линий. На пластмассовой траверсе, укрепленной на оси реле, размещены два серебряных подвижных контакта. При отсутствии тока подвижные контакты устанавливаются в среднем нейтральном положении с помощью двух спиральных возвратных пружин, противоположно направленные усилия которых действуют на штифт , укрепленный на заднем конце траверсы. При появлении на реле момента, направленного против часовой стрелки, штифт преодолевает натяжение возвратной пружины и замыкается правый контакт реле. Правая возвратная пружина при этом не работает, так как ее поводок, противодействующий штифту на контактной траверсе, удерживается на упорном штифте. Натяжение каждой возвратной пружины регулируется своим регулировочным колесиком, закрепленным двумя стопорными винтами.

5. Назначение, принцип действия и основные технические характеристики реле направления мощности РМ-11.

Величина характеристического угла (φх) при Uн и Iн - -30±5⁰ и -45±5⁰ , Iном=5А, Uном=100В, f=50Гц, Uпост=110В. Область срабатывания реле по углу сдвига фаз при Iном и Uном должна быть от 165⁰ до 180⁰ . Ток срабатывания не превышает 0,05Iн при 3Uф≤Uср≤1,15Uн, а φ_ÙU=φх. Напряжение срабатывания не превышает 0,25В при 0,15Iн≤Iвх≤30Iн, а φ_ÙU=φх. Для РМ 12 Uср=(1,0±0,1)В, (2,0±0,2)В, (3,0±0,3)В. Коэффициент возврата по I(U) при Uн(Iн):

для РМ11 кв=0,6

РМ12 кв=0,8 при t=-10+55⁰С

кв=0,7 при t=-10+40⁰С

В реле отсутствует самоход от входного тока (при подачи тока до 30Iн и Uвх=0) и самоход от входного напряжения (при подачи напряжения до 1,15Uн и отсутствии Iв) Реле имеют два выходных органа с повышенным быстродействием (1KL1, реле РПГ-5) и с повышенной коммутационной способностью (2KL1, 2KL2, РП-13) t_срРПГ-5≤0,03с при Uвх=0,75В и Iн или 0,15Iн и Uн, ) t_срРП-13≤0,05с при 3Uср и 0,15Iн. Время возврата t_вб≤0,04с при сбросе Iвх с Iн и 30Iн и Uн до нуля, t_вб≤0,06с при перемене направления мощности, t_вк≤0,07с при перечисленных выше условиях.Потребляемая реле во входных цепях тока при Iн≤0,5ВА, потребляемая реле во входных цепях напряжения при Uн≤3ВА, потребляемая цепями оперативного постоянного тока при Uн≤10ВА, потребляемая цепями оперативного переменного тока и напряжения при их номинальных значениях U≤35ВА, I≤10ВА.Область срабатывания по углу сдвига фаз при уменьшении Iвх, Uвх в установленных пределах не более 180⁰. При 3Iн и 3Uн область срабатывания по углу сдвига фаз не менее 110⁰. Отклонение φх при изменении Iвх от 0,5Iн до 10Iн и Uвх от 3Uср до 1,1Uн не превышает =15-(-20⁰). Изменение φх в диапазоне входных токов от 10Iн до 30Iн не более ±20⁰. Изменение φх при изменении f на ±3Гц от fн не более ±6⁰ по отношению к φх при fн.Реле длительно выдерживает 1,1Iн, 1,15Uн и 1,1Uпит (для реле постоянного тока). Реле выдерживает 40Iн в течении 0,5с, а РМ12 1,8Uн в течении 5с. Термостойкость реле в цепях тока при 30Iн ≥1с. Коммутационная способность контактов реле 30Вт в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой и t=20*10^-3с при U до 250В и I=1А при использовании РП-13. Режим коммутации для РМ с РПГ-5 по току (0,01-0,25А) при U@360-110В, 0,03А при U=220В, 1А при U@30В.

2. Устройство.Большинство радиоэлементов схемы установлено на печатных платах, которые закреплены на основной несущей скобе. На боковой стенке скобы установлен входной трансформатор цепей напряжения, а в реле работающих по ~I также выпрямительные мосты. Выходной орган РПГ-5 уставлен на печатной плате, а РП-13 - на цоколе. ТТ установлен на цоколе. На печатной плате РМ-11 имеется четыре переключателя для выставления φх. На печатной плате РМ12- три переключателя для выставления уставок по Uср. На лицевой плате – упрощенная схема подключения реле. При замкнутых зажимах ХТ6-ХТ8 включается исполнительный орган РПГ-5, а при замкнутых ХТ8-ХТ10 – РП-13

Принцип работы реле основан на сравнении времени совпадения двух электрических сигналов (I и U) со временем их несовпадения. Для отстройки от апериодических составляющих во входных сигналах в реле отдельно сравниваются tсовп “+” знаков с t⁺_{несовпад}, tсовп “-” знаков с t^-_{несовпад}. Токи и напряжения подводятся к схеме реле через промежуточные ТТ и ТН. Необходимый φх получается с помощью фазоповоротных блоков. С их выхода напряжения поступают на входы блоков совпадения, выполненных на транзисторах VT1 и VT2, резисторах R5, R8, R6, R7, R9, диодах VD5, VD6, VD7, VD8, а также на резисторах определяемого смещение R10, R11 и защитных диодах VD9, VD10. Транзисторы работают попеременно в ключевых режимах. В моменты совпадения входных сигналов одновременно закрываются на одну полуволну диоды VD5, VD6 и транзистор VT1, а открываются VD7, VD8 и транзистор VT2, в другую полуволну – наоборот.

Для обеспечения надежного запирания транзисторов на их базы подается отрицательное смещение с R10, R11, VD25. R5-R9 задают токи, определяющие уровни входных сигналов (чувствительность), при которых VD5, VD6 или VD7, VD8 запирается. Транзисторы открыты при разных знаках входных сигналов. За время, при котором VT1(VT2) закрыт (интервал на границе области срабатывания по /2 ),углу сдвига фаз примерно интегратор, состоящий из R12(R13) и R14(R15), VD11(VD12) и C6(C5), заряжается, т.е. напряжение на C6(C5) линейно возрастает, а в течение оставшейся части периода, где VT1(VT2) открыт напряжение на C6(C5) линейно уменьшается. В этом случае Uвых (С5 и С6) U_н+ и U_н- - имеют пилообразный вид, амплитуда которых имеет временный сдвиг друг относительно друга. Напряжения с выхода интегратора поступают на вход аналогового сумматора, выполненного на R16 и R17, сигнал на выходе которого имеет удвоенную частоту. Порог срабатывания триггера Шмидта, выполненного на ОУ А1,VD17, VD18 и R18,R21, R22 настраивается на амплитуду напряжения на входе сумматора. При выполнении этого условия на выходе триггера появляется “-U”, вызывающее срабатывание выходного каскада.