Автор: инж. О. Л. Гильчер
Издательство: М.: - Энергия, 1970
Настоящая инструкция рекомендуется персоналу служб и предприятий энергосистем и является обязательной для работников ОРГРЭС.
Реле серий РТ-80 и ИТ-80 предназначаются для селективной защиты распределительных электрических сетей напряжением 3-10 кВ и для защиты понижающих трансформаторов и высоковольтных электродвигателей от перегрузки и коротких замыканий. Реле серии РТ-90 применяются в основном для защиты мощных короткозамкнутых электродвигателей с большими медленно затухающими пусковыми токами.
По принципу действия реле являются комбинированными и состоят из двух элементов: индукционного, создающего ограниченно зависимую от тока выдержку времени, и электромагнитного мгновенного действия (отсечки), обеспечивающего отключение защищаемого объекта без выдержки времени при превышении током короткого замыкания величины уставки отсечки.
Индукционный элемент включает магнитопровод с обмоткой, диск, вращающийся в подпятниках подвижной рамки, тормозной постоянный магнит, червяк, насаженный на ось диска, и зубчатый сектор.
Вращающийся момент на диске создается взаимодействием сдвинутых друг относительно друга во времени и в пространстве магнитных потоков с токами, наводимыми ими в диске.
Ток, обтекающий катушку реле, возбуждает в магнитопроводе и воздушном зазоре магнитный поток, пропорциональный до начала насыщения стали величине этого тока.
Для расщепления магнитного потока в воздушном зазоре на две составляющие, сдвинутые пространственно и по фазе, полюсы магнитопровода разделены на две части, на одну из которых насажены короткозамкнутые витки (экраны).
Потоки, выходящие соответственно из экранированной и неэкранированной частей полюсов, создают в диске электродвижущие силы двух видов: трансформаторные э. д. с. и э. д. с. резания.
Трансформаторные э. д. с, не зависящие от того, вращается диск или он неподвижен, создают в диске токи, обусловливающие появление вращающего момента Мвр, пропорционального до насыщения магнитной системы квадрату тока. Этот момент направлен всегда по кратчайшему пути от оси опережающего к оси
отстающего потока, благодаря чему при достижении током в обмотке реле определенного значения диск начинает вращаться и при достижении тока уставки втягивается под экранированную часть полюса.
Электродвижущие силы резания возникают в диске только при его вращении и обусловливают появление тормозных моментов.
Рисунок 1. Кинематическая схема реле РТ-84.
1 – угольник главных контактов; 2 – подвижная контактная пружина главных контактов; 3 – толкатель якоря отсечки; 4 – регулировочный винт уставки отсечки; 5 – короткозамкнутый виток якоря отсечки; 6 – якорь отсечки; 7 – магнитный шунт отсечки; 8 – коммутатор отводов обмотки; 9 – обмотка реле; 10 – стальная скоба рамки; 11 – короткозамкнутые витки (экраны), 12 – магнитопровод (сердечник); 13 – нижний подпятник диска; 14 – фасонный упорный винт рамки; 15, 17 – регулировочные винты арретирующей пружины; 16 – арретирующая пружина; 18 – установочный винт устройства выдержек времени индукционного элемента; 19 – диск; 20 – зубчатый сектор, 21 – подвижная рамка; 22 – постоянный магнит; 23 – скоба-держатель зубчатого сектора; 24 – червяк; 25 – скоба сигнальных контактов; 26 – верхний подпятник диска; 27 – коромысло якоря отсечки; 28 – механический указатель срабатывания; 29 – неподвижный главный замыкающий контакт.
Вращение диска замедляется также противодействующим моментом, создаваемым при вращении диска установленным на реле постоянным магнитом. Оба тормозных момента пропорциональны скорости вращения диска и обеспечивают при неизменной величине тока в реле постоянную скорость вращения, а с увеличением тока до величины тока насыщения – ускорение, обусловливающее зависимую часть временной характеристики индукционного элемента реле.
С насыщением магнитной системы увеличение магнитного потока, а следовательно, и вращающего момента с ростом тока в реле прекращается, и характеристика переходит в независимую часть: у реле серий РТ-80 и ИТ-80 при восьми-десятикратной, а у реле серии РТ-90 при трех- четырехкратной величине тока по отношению к току срабатывания зависимого элемента на данной уставке.
Диск реле начинает вращаться при токах, равных 20 – 30% тока срабатывания индукционного элемента. Реле при этом не срабатывает, так как пружина удерживает рамку (имеющую собственную ось вращения) в оттянутом положении и червяк на оси диска не сцеплен с зубчатым сектором.
На вращающийся диск действуют две силы F1 и F2. Сила F1 создаваемая электромагнитом, вращает диск по часовой стрелке, а сила F2, создаваемая при вращении диска тормозным постоянным магнитом, противодействует вращению диска.
При возрастании тока в реле до величины тока срабатывания равнодействующая двух сил преодолевает натяжение пружины и, поворачивая рамку вокруг ее оси, производит сцепление червяка с зубчатым сектором. Сектор начинает подниматься и по прошествии времени, определяемого уставкой шкалы выдержек времени, хвостовиком поднимает коромысло якоря отсечки. При этом начинает уменьшаться правый зазор между якорем отсечки и магнитопроводом. Сила притяжения якоря электромагнитной системы, образуемой им совместно с правой стороной магнитопровода и магнитным шунтом, обратно пропорциональна квадрату расстояния между полюсами, вследствие чего, как только воздушный зазор уменьшится до величины, соответствующей току срабатывания отсечки, якорь с ускорением притянется к магнитопроводу и толкатель замкнет главные контакты реле. Одновременно коромысло отсечки вытолкнет флажок механического указателя срабатывания реле.
Рисунок 2. Силы, действующие на диск подвижной рамки реле серии РТ-80
Для устранения вибрации якоря отсечки в притянутом положении, вызывающей неустойчивую работу контактов, на правый конец якоря насажен короткозамкнутый виток, охватывающий часть торцевой стороны якоря и расщепляющий благодаря этому магнитный поток на опережающую и отстающую составляющие.
Для предотвращения ослабления сцепления червячной передачи под действием тяжести якоря с момента встречи хвостовика сектора с коромыслом на рамке установлена стальная скоба.
Притягиваясь при сближении сектора с червяком за счет потоков рассеяния к магнитопроводу реле, эта скоба дополнительно усиливает сцепление червячной пары. Она же используется для регулировки коэффициента возврата реле, так как чем ближе ее подвести к магнитопроводу при втянутом секторе, тем меньший ток удержит рамку в притянутом положении, а следовательно, и сектор в сцеплении с червяком.
Индукционный элемент создает ограниченно зависимую характеристику выдержки времени.
При токах, превышающих ток срабатывания электромагнитного элемента, реле работает с отсечкой, т. е, практически без выдержки времени. В действительности время срабатывания электромагнитного элемента в зависимости от кратности тока в реле по отношению к уставке отсечки изменяется от 0,3 – 0,4 до 0,08 – 0,10 сек. При двукратном токе это время, как правило, не превышает 0,08 сек.
Конструктивными достоинствами реле серий РТ-80 и ИТ-80, РТ-90, являются: независимость действия реле от предаварийного режима, возможность контролировать в любое время исправность реле в нормальном режиме по вращению диска, независимость уставки по времени от регулировки уставки по току срабатывания, возможность в широких пределах менять ток срабатывания отсечки, а при надобности вообще выводить ее из действия.
К недостаткам в конструкции реле следует отнести прежде всего чувствительность к вибрации, тряске и толчкам, передающимся реле от панелей или стенок и дверец КРУ, на которых реле монтируется, что многократно вызывало ложное срабатывание защит соседних присоединений при включениях или отключениях рядом расположенных выключателей как в зданиях распредустройств, так и в особенности, в ячейках КРУ и КРУН. Из-за этого конструктивного дефекта реле их необходимо устанавливать, особенно в КРУ и КРУН, на надежных резиновых амортизаторах. Недостатком реле старой серии ИТ-80 является также интенсивный износ «шариков подпятника диска у реле, установленных в помещениях с повышенной запыленностью окружающего воздуха, особенно на тепловых электростанциях, работающих на пылеугольном топливе. Так как шарик у реле этой серии выпусков до 1957 г. запрессован в оси диска, то для его замены реле приходится снимать с панели и в мастерской высверливать отверстие в оси над гнездом шарика. Недостатком конструкции реле обеих серий является чрезмерно большой механический разброс срабатывания по току электромагнитного элемента отсечки и зависимость тока срабатывания отсечки от уставки по току срабатывания зависимого (индукционного) элемента (т. е. зависимость от числа включенных витков обмотки). Кроме того, величина тока срабатывания отсечки значительно зависит от формы кривой тока. Гарантируемый заводом разброс отсечки (15%) для кратностей уставки 2 – 8 непомерно велик, а при увеличении кратности до 10 – 115 (в чем на практике часто встречается необходимость) этот разброс может возрастать до 25% и более.
Недостатком реле обеих серий является также относительно медленный (0,7 – 0,8 сек) возврат реле в начальное положение при остаточном токе, близком к току возврата. Это свойство реле необходимо иметь в виду при выборе величины селективного интервала времени в радиальных сетях, оборудованных АПВ.
Конструктивным дефектом реле является также недостаточная жесткость цоколя, вследствие чего при монтаже реле на «панели при затяжке установочных винтов происходит деформация цоколя.
В ряде случаев это приводило к нарушению зацепления или к заклиниванию диска при работе реле.
В связи с этим 12 июля 1965 г. был выпущен противоаварийный циркуляр № Э-7/65, предписывающий обязательное применение резиновых прокладок между панелью и цоколем реле при их монтаже
на релейных щитах или на стенках РУ. Этот же циркуляр предупреждает о недопустимости чрезмерной затяжки крепящих реле гаек или болтов.
Содержание
Глава первая. Назначение, принцип действия и конструкция реле серий РТ-80 и ИТ-80, РТ-90
1-1. Назначение
1-2. Принцип действия и устройство реле
1-3. Конструктивные отличия реле серий РТ-80 и РТ-90
1-4. Основные достоинства и недостатки конструкции реле
Глава вторая. Технические данные реле
Глава третья. Программа проверки реле
Глава четвертая. Осмотр реле и проверка механической части
4-1. Внешний осмотр реле
4-2. Внутренний осмотр и проверка механической части реле
4-3. Осмотр и замена Подпятников
4-4. Проверка и регулировка контактов реле
4-5. Особенности регулировки главных контактов реле РТ-85 (ИТ-85), РТ-86 (ИТ-86) и РТ-95
Глава пятая. Требования к устройствам и схемам проверки реле серий РТ-80 (ИТ-80) и РТ-90
5-1. Влияние формы кривой тока на поведение реле
5-2. Рекомендуемые схемы испытания реле
5-3. Оценка пригодности других испытательных устройств
5-4. Схемы, применяемые взамен комплектных испытательных устройств
Глава шестая. Электрическая проверка реле
6-1. Проверка изоляции
6-2. Проверка заводских параметров реле и настройка зависимого элемента реле на заданные характеристики
6-3. Проверка и регулировка электромагнитного элемента (отсечки)
6-4. Повторный осмотр и проверка реле на рабочих уставках
6-5. Аппаратура, приборы и инструмент, необходимые для проверке и регулировки реле