Програма роботи

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1493

1. Ознайомитися з будовою і принципом дії теплових реле типів РТЛ, РТТ,ТРН. З’ясувати різницю в будові цих реле. Накреслити їх ескізи.

2. Відрегулювати теплове реле на струм неспрацювання (І_нс), заданий викладачем.

3. Дослідити залежність часу спрацювання реле РТТ від кратності струму t = f(І/І_нс) при значенні І/І_нс = 2; 2,5; 3; 3,5; 4: а) при повнофазному режимі живлення нагрівних елементів; б) при обриві однієї фази.

4. Ознайомитися з будовою і принципом дії автоматичних вимикачів типу АП50Б, АЕ2000, ВА51. Визначити їх номінальні дані, межі регулювання струму неспрацювання теплового розчіплювача.

5. Дослідити залежність часу спрацювання автоматичного вимикача АЕ2046 від кратності струму t = f(І/І_нс)при значеннях І/І_нс = 2; 2,5; 3; 3,5; 4.

6. За даними дослідів побудувати захисні характеристики t = f(І/І_нс) для двох типів апаратів і порівняти їх між собою.

7. Оформити звіт про виконану роботу.

Загальні методичні вказівки. Теплові реле призначені для захисту електродвигунів від невеликих, але тривалих перевантажень. Добре відрегульовані теплові реле, особливо серій РТЛ і РТТ, також надійно захищають трифазний електродвигун від роботи в однофазному режимі. Реле не призначені для захисту від коротких замикань, до того ж, вони самі потребують такого захисту.

Теплові реле бувають прямої і непрямої дії. Реле прямої дії називають тепловими розчіплювачами. Їх вбудовують в автоматичні вимикачі АП50Б, АЕ1000, АЕ2000, А3700, ВА51 та ін. Теплові реле типів РТЛ, РТТ, ТРН, що вбудовуються в електромагнітні пускачі, є реле непрямої дії, тому що їх контакти вмикаються в коло втягувальної котушки пускача.

За способом нагрівання біметалевої пластинки теплові реле бувають з прямим, непрямим і комбінованим нагріванням. Реле з непрямим і комбінованим нагріванням мають нагрівні елементи.

Основна вимога, що ставиться до теплового захисту, полягає в тому, що він повинен спрацьовувати при перевантаженнях двигуна вище 20 % протягом не більше 20 хв від моменту досягнення тепловим реле усталеної температури в результаті нагрівання номінальним струмом. Захисні характеристики теплових реле типів РТТ-0, РТТ-1, РТТ-2 зображено на рис. 11.1.

Триполюсне теплове реле РТТ складається з пластмасового корпусу, розділеного на чотири чарунки. У трьох з них розміщені нагрівні елементи 1 (рис. 11.2) і біметалеві пластинки 3. Мідні гнучкі в’язі 2 покращують теплопередачу між ними. У четвертій чарунці змонтовано контактну групу з механізмом розчеплення, регулятором струму неспрацювання і термокомпенсатором. Контактна група складається з нерухомих розмикаючого 19 і замикаючого 12 контактів та рухомого контакту 11, який обертається навколо осі 14. Механізм розчеплення складається зі штовхачів 4, складеного важеля 8, заскочки 20, пружин 13 і 21. Для регулювання струму неспрацювання реле передбачено гвинт 17 та ексцентрик 18. Повернення контактів у вихідне положення здійснюється за допомогою кнопки 16.

Реле працює так. При проходженні електричного струму через нагрівні елементи 1 відбувається їх нагрівання і передача теплоти біметалевим пластинкам 3. Останні вигинаються в напрямку, показаному стрілками, лівими упорами 5 штовхачів 4 діють на складений важіль 8. Пластина 9 важеля вигинається праворуч. Коли її механічний опір зрівняється з опором пружини 21, починає повертатися важіль 6 навколо осі 7. Важіль 6 через заскочку 20 звільняє рухомий контакт 11, який під дією пружини І3 повертається і

перемикає контакти 12 і 19. У вихідне положення контакти повертаються вручну при натисканні на кнопку 16 після охолодження

Рис. 11.1. Захисні характеристики теплових реле РТТ-0, РТТ-1, РТТ-2

Рис. 11.2. Електротеплове релесерії РТТ:

1 – нагрівні елементи; 2 – гнучкі в’язі; 3 – біметалеві пластинки; 4 – штовхачі; 5 – упори ліві; 6 – важіль; 7, 14 – вісь; 8 – складений важіль; 9 – пластина важеля; 10 – упори праві; 11 – контакт рухомий; 12, 19 – контакти нерухомі; 13, 21 – пружини; 15 – термокомпенсатор; 16 – кнопка повернення; 17 – гвинт регулювальний; 18 – ексцентрик; 20 – заскочка

і вирівнювання біметалевих пластинок 3.

Налагодження на заданий струм неспрацювання в межах 0,85 –1,15 номінального струму реле здійснюється поворотом ексцентрика 18 шкалою з ціною поділки 3 %. Гвинтом 17 реле налагоджується на спеціальному стенді.

Термокомпенсатор – це біметалева пластинка 15, яка є частиною складеного важеля 8. При збільшенні температури навколишнього середовища основні біметалеві пластинки 3 вигинаються праворуч. У той же самий бік вигинається і пластинка 15, зберігаючи таким чином постійний зазор між важелем 6 і заскочкою 20.

При обриві однієї фази струм навантаження протікає тільки через два нагрівних елементи і спричиняє вигинання двох пластинок, які через штовхачі 4 повертають важіль 6 навколо осі 7. Третя пластинка залишається на місці, гальмуючи рух зв’язаного з нею штовхача. При цьому пластинка 9 складеного важеля 8 упирається у правий упор 10 цього штовхача, запобігаючи її вигинанню. Важіль 6 повертає заскочку 20 при меншому вигині біметалевих пластинок, зменшуючи таким чином час спрацювання реле.

Теплові реле РТЛ триполюсні з переднім приєднанням провідників, мають постійні нагрівні елементи, температурний компенсатор, механізм для прискореного спрацювання при обриві однієї фази, регулятор струму неспрацювання, один розмикаючий або замикаючий і розмикаючий контакти, ручне їх повернення.

Реле ТРН-10А – двополюсні, з температурною компенсацією, ручним поверненням. Нагрівання біметалевої пластинки комбіноване, нагрівні елементи постійні з номінальним струмом від 0,5 до 3,2 А.

Температурний компенсатор реле ТРН виконаний з біметалу зі зворотним прогином відносно основного термоелемента. При усталеній температурі між компенсатором і защіпкою встановлюється певний зазор, регулюючи який шляхом повороту ексцентрика (регулятора уставки), тобто віддаляючи або наближаючи защіпку, змінюють уставку реле. Кожна поділка регулятора уставки відповідає 5 % значення номінального струму нагрівника. При установленні регулятора в положення «-5» струм уставки зменшується на 25 %, а в положенні «+5» - збільшується на 25 % відносно номінального струму нагрівника (при температурі навколишнього середовища +40°С).

Автоматичні вимикачі призначені для вимикання електричних кіл при ненормальних і аварійних режимах: перевантаженнях, коротких замиканнях, надмірному зниженні напруги тощо, а також для нечастих вмикань і вимикань номінальних струмів навантаження.

Автоматичний вимикачскладається з корпусу, головних і допоміжних контактів, дугогасної системи, привода, механізму вільного розчеплення та елементів захисту – розчіплювачів. Розчіплювачі вимірюють величину відповідного параметра електричного кола і дають сигнал на вимикання апарата, коли вимірювана величина досягне заданого значення.

Вимірювальний орган, що реагує на струм короткого замикання, називається електромагнітним розчіплювачем. Він складається з котушки, яка вмикається послідовно в коло навантаження, магнітопроводу, осердя з бойком і пружини. У нормальному режимі магнітний потік, створюваний котушкою, недостатній для втягування осердя. При проходженні струму короткого замикання магнітний потік та втягувальна сила різко зростають, осердя втягується в котушку, своїм бойком повертає рейку механізму вільного розчеплення й апарат вимикається.

Для захисту від струмів перевантаження автомати споряджаються тепловими розчіплювачами. Вимірювальним елементом останніх є біметалева пластинка, яка прямо або непрямо нагрівається струмом навантаження. При протіканні струму через вимикач біметалева пластинка деформується і повертає рейку механізму вільного розчеплення.

Розчіплювачі мінімальної напруги призначені для вимикання споживачів при недопустимому зниженні напруги. Котушка розчіплювача вмикається через замикаючий допоміжний контакт автомата на напругу мережі. Оскільки цей контакт замикається раніше, ніж головні контакти, то розчіплювач мінімальної напруги, притягаючи свій якір, готує апарат до вмикання. При зниженні напруги нижче допустимого значення пружина відриває якір розчіплювача від магнітопроводу й апарат автоматично вимикається.

Для дистанційного вимикання в автоматичних вимикачах вмонтовують незалежні електромагнітні розчіплювачі, котушки яких можуть бути виконані для живлення постійним або змінним струмом різного рівня напруги.

У сільськогосподарських електроустановках використовують автоматичні вимикачі серій АЕ1000, АЕ2000, А63, А3700, АП50Б, ВА5І та ін.

Захисні характеристики автоматичних вимикачів типу ВА51-25 зображено на рис. 11.3.

Вказівки щодо виконання роботи. При виконанні роботи вивчити будову і принцип дії теплових реле та автоматичних вимикачів, способи регулювання струму неспрацювання теплових реле і теплових розчіплювачів автоматичних вимикачів, методику досліджень захисних характеристик теплових реле та автоматичних вимикачів.

Дослідження характеристик захисних апаратів відповідно до вимог стандарту вимагає великих витрат часу, тому що час спрацювання при заданому струмі перевантаження потрібно визначати тільки після досягнення апаратом усталеної температури при нагріванні його номінальним струмом.

Рис. 11.3. Захисні характеристики автоматичних вимикачів типу ВА-51-25:

а – зона спрацювання теплового розчіплювача з холодного стану; б – те ж, але з нагрітого стану; в – зона спрацювання електромагнітного розчіплювача

Для скорочення часу випробувань у навчальних цілях рекомендується така методика.

У процесі дослідження захисного апарата його початковий тепловий стан повинен бути однаковим у всіх дослідах. Досліди простіше проводити, коли за початковий стан прийняти холодний, тобто коли температура біметалевої пластинки дорівнює температурі навколишнього середовища. Щоб контролювати температуру біметалевої пластини БМП досліджуваного апарата (рис. 11.4), до неї припаюють термопару ВК, вільні кінці якої приєднують до мілівольтметра PК. Покази мілівольтметра пропорційні перевищенню температури біметалевої пластинки над температурою навколишнього середовища. Охолоджують апарат струменем повітря від невеликого вентилятора, який приводиться в дію двигуном М. Нагрівні елементи досліджуваного апарата повинні одержувати живлення від джерела зниженої напруги (наприклад, трансформатора ТV2 (220/6 В), що живиться від регулятора напруги). У коло живлення послідовно з’єднаних нагрівних елементів вмикається амперметр РА, верхня межа виміру якого повинна бути не менша 4І_у.т. апарата. Для вимірювання часу спрацювання використовується електросекундомір. Він вмикається вимикачем SА1. У коло керування секундоміром вмикається розмикаючий контакт магнітного пускача КМ для автоматичного вимкнення секундоміра при спрацюванні досліджуваного апарата.

Захисні характеристики теплового реле t = f(І/І_нс) досліджують так. Перед дослідом встановлюють покази секундоміра на нуль. Потім за показами мілівольтметра РК перевіряють температуру біметалевих пластинок. При холодних біметалевих пластинках покази мілівольтметра повинні дорівнювати нулю. Якщо біметалеві пластинки нагріті, їх необхідно охолодити струменем повітря від вентилятора.

Потім перевіряють, чи замкнутий контакт досліджуваного апарата. Кнопкою SВ2 вмикають регулятор напруги ТV1, швидко встановлюють необхідний струм через нагрівні елементи і вмикають секундомір. Після спрацювання реле електросекундомір автоматично зупиняється і вимикається струм навантаження. Покази секундоміра записують. Після цього охолоджують реле так, як описано вище, і знову роблять досліди при інших значеннях струму. Струм через нагрівні елементи в кожному досліді повинен бути незмінним.

Для дослідження захисної характеристики теплового реле при неповнофазному живленні струм пропускають через два нагрівних елементи.

Дослідження захисної характеристики автоматичного вимикача проводять аналогічно. Результати досліджень записують у табл. 11.1.

За даними дослідів будують залежності t = f(І/І_нс).

Рис. 11.4. Схема установки для дослідження теплового реле

11.1. Дослідження теплового реле та автоматичного вимикача

Лабораторна робота № 12