5-17. Пускатели для электродвигателей
Контакты, включающие электродвигатели, приводятся в действие электромагнитом.
Рис. 5-15. Магнитный пускатель на мощность 10 кВт.
1 — дугогасители главных контактов; 2 — катушка электромагнита; 3 — тепловой элемент для автоматического отключения двигателя при перегрузках; 4 — кнопка возврата. При ее нажатии вновь заводится после срабатывания тепловой элемент.
Прервется ток в цепи этого электромагнита — и главные контакты отсоединяются. В цепь электромагнита включена биметаллическая пластинка, такая же как в бытовом ограничителе (рис. 5-15 и 5-16).
Эта пластинка изгибается при нагревании и этим выключает цепь тока. Вокруг этой пластинки нагреватель — тепловой элемент, по которому проходит весь или часть тока двигателя.
Рис. 5-16. Схема управления магнитным пускателем.
Д — двигатель трехфазного тока; 1 — главные контакты; 2 — блокировочные контакты; 3 — якорь электромагнита; 4 — электромагнит; 5 — нагреватель теплового элемента; 6 — биметаллическая пластинка; 7 — контакты, разрывающие цепь электромагнита при перегрузках; В — кнопка включения; О — кнопка отключения.
Быстро проходящий толчок тока при пуске двигателя не нагреет биметаллическую пластинку. От кратковременного толчка тока это реле не сработает, так как оно имеет тепловую инерцию. Но если повышенный ток будет проходить несколько секунд подряд, пластинка прогреется и реле отключит двигатель. Тепловая инерция реле меньше, нежели тепловая инерция двигателя, и защищенный таким реле двигатель не сгорит.
Тепловое реле — это пример реле с замедленным действием. Подобные реле пропускают начальный толчок тока, не реагируя на него, а ждут, что же будет дальше. Они срабатывают только тогда, когда события затягиваются.
5-18. Избирательная защита
Существуют реле с независимой выдержкой времени. Какова бы ни была перегрузка, они выжидают одно и то же время. Другой тип реле — с зависимой выдержкой времени — отключают цепь тем быстрее, чем больше через них ток. На том участке, где ток больше, реле сработает раньше, чем успеют произвести действие остальные реле. Это простейший вид селективной защиты.
В разветвленных электрических сетях применяют еще множество иных типов реле, чтобы обеспечить избирательную защиту.
Есть реле, которые защищают отдельные аппараты.
Рис. 5-17. Электромагнитное реле переменного тока.
На сердечнике из изолированных стальных листков наложена обмотка, по которой проходит контролируемый ток. Из сердечника выходит магнитный поток, воздействующий на якорь 1, который имеет форму буквы Ζ. Магнитные силы стремятся повернуть якорь против часовой стрелки. Этому препятствует пружина 2. При достаточно большой силе тока в обмотке электромагнита магнитные силы превозмогают противодействие пружины. Якорь вместе с соединенной с ним пластинкой 3 поворачивается. Контакты 4 соединяются пластинкой 3 между собой, и цепь контрольного аппарата замыкается Стрелкой 5 регулируется натяжение пружины 2 и, таким образом, ток срабатывания реле; 6 — успокоитель.
Таковы газовые реле для защиты мощных трансформаторов с масляным охлаждением. При нормальной работе трансформатора в масле, заполняющем его бак, не должно выделяться никаких пузырьков газа. Но при перегрузках, перегревах разложение масла и изоляционных прокладок вызывает появление пузырьков. Если пузырьков мало, то реле только посылает тревожный сигнал. При усиленном выделении газа реле производит немедленное отключение.
Рис. 5-18. Индукционное реле мощности для цепей переменного тока.
По обмотке Мu проходит ток, пропорциональный напряжению цепи, а по обмотке Mj— ток, пропорциональный току в цепи. В алюминиевом диске D возникают вихревые токи, под действием которых он поворачивается. Постоянный магнит М создает необходимое торможение.
Часто применяются дифференциальные реле. Они измеряют разность токов или мощностей на каком-нибудь важном объекте: трансформаторе, генераторе, длинной линии. Пока на подопечном участке разности нет, реле не реагирует. Чтобы ни происходило за пределами защищаемого участка, какие бы там сверхтоки ни проходили, реле не дает сигнала на отключение. Оно отзывается только на небаланс токов.
Для линий электропередачи применяются высокочастотные защиты.
Существуют разные системы высокочастотной защиты.
В более примитивных системах токи высокой частоты применяются только для передачи сигналов отключения от реле, расположенных в одном конце линии передачи, к выключателю, расположенному в другом ее конце. Сигналы эти передаются вдоль той же линии, что и энергия.
Более совершенные системы — это когда высокая частота применяется для контроля состояния линии. Помимо рабочего тока, в линию направляется высокочастотный ток. Среди десятков тысяч киловатт с рабочей частотой 50 Гц бродят ватты высокочастотной энергии.
Рис. 5-19. Внешний вид индукционного реле мощности.
А — токовые катушки; D— алюминиевый диск; U— катушки напряжения; М — тормозной магнит; С — верхний подпятник.
Подобную конструкцию имеют и все счетчики переменного тока.
Высокочастотная защита быстрее реагирует на веяную неполадку, быстрее может быть ликвидирована всякая авария.
