К электромагнитным реле относятся: основные — реле тока и напряжения, вспомогательные— реле времени и промежуточные, а также указательные реле.
Реле тока мгновенного действия, работа которых основана на электромагнитном принципе, имеют наибольшее применение в системах защит от токов КЗ. Реле состоят из П-образного электромагнита 10 (рис. 130, а и б), обмоток 11, концы которых выведены на зажимы Н1-К1 и Н2-К2, где они могут соединяться последовательно или параллельно; подшипников 4 и 8, на которых укреплен якорь 9 с изоляционной колодкой 6 и подвижными контактами 5; неподвижных контактов 7; указателя 1, передвижением которого изменяется натяжение спиральной пружины 3, создающей тормозной момент МТ; шкалы 2 с нанесенными значениями уставок срабатывания реле для последовательного соединения обмоток 11 (при параллельном соединении значения уставок шкалы удваиваются).
Рис. 130. Кинематическая схема (о) и устройство (б) реле РТ-40
На якорь реле действуют два момента — тормозной и вращающий. Тормозной момент создается пружиной 3 и его величина зависит от положения указателя 1 на шкале 2, т. е. натяжения пружины: при повороте указателя влево момент уменьшается, вправо увеличивается. Вращающий электромагнитный момент, создаваемый током, протекающим через обмотки реле, пропорционален квадрату этого тока, т. е. Мвр =кI2р. Вращающий момент, воздействуя на якорь 9, стремится всегда повернуть и поставить его вдоль оси полюсов. При нормальном режиме работы защищаемого элемента вращающий момент, создаваемый рабочим током, меньше тормозного момента, и якорь находится в кранном левом положении, а подвижной контакт 5 замыкает неподвижные контакты 7'. Протекающий по обмоткам реле ток аварийного режима создает вращающий момент, который больше тормозного момента. В этом случае якорь притягивается к электромагниту и подвижной контакт 5 замыкает неподвижные контакты 7, предварительно разомкнув контакты 7'.
Регулирование реле на ток уставки срабатывания производится двумя способами: плавно — изменением натяжения пружины и ступенчато — изменением соединения обмоток 11. При последовательном соединении обмоток ставят перемычку на К1-Н2, а зажимами Н1-К2 реле присоединяют к ТТ; при параллельном соединении обмоток перемычки ставят на 111-112 и К 1-К2, а зажимами Н1-К1 или Н2-К2 реле присоединяют к ТТ. Указанные способы соединения обмоток позволяют иметь верхний предел уставки срабатывания реле в 4 раза больше его нижнего предела. Например, реле РТ-40/20, у которого дробью показан верхний предел тока уставки срабатывания, можно регулировать на токи срабатывания: при последовательном соединении — от 5 до 10 А, а при параллельном — от 10 до 20 А. Собственное время срабатывания реле РТ-40 составляет 0,1 -0,03 с; потребляемая мощность обмотки 0,2—8 В-A при наименьшей уставке; коэффициент возврата 0,8—0,85; разрывная мощность контактов при напряжении до 250 В и токе до 2А — 50 Вт в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой и 300 В·А в цепи переменного тока.
Реле напряжения имеют такое же устройство, как и токовые реле. Отличие реле напряжения РН-50 от реле тока РТ-40 состоит в том, что первое имеет обмотки с большим числом витков из проводников малого сечения и подключается к сети или ТН как вольтметр, а у второго — обмотки с малым числом витков, но большого сечения и оно подключается как амперметр. Уставка напряжения срабатывания реле РН-50 регулируется изменением натяжения пружины и переключением обмоток. В обозначениях реле верхний предел уставки напряжения срабатывания указывается дробью. Например, реле РН-50/100 может быть установлено на напряжение срабатывания от 25 до 100 В.
Рис. 131. Принцип работы (с) и устройство (б) реле времени ЭВ-113
Потребляемая мощность обмотки реле РН-50 0,15—1 В-А, остальные параметры такие же, как у РТ-40.
Герконное реле состоит из замаянной стеклянной ампулы, запаянной инертным газом. Ампулу охватывает обмотка. Внутри ампулы находятся тонкие пластины из пружинящего ферромагнитного сплава, контактные концы которых покрыты тонким слоем золота или родия. При возбуждении обмотки пластины притягиваются друг к другу, замыкая контакты. Малогабаритное реле (длина ампулы 20 —50 мм, диаметр около 5 мм) обладает высоким быстродействием (до 400 срабатываний в секунду) и большим сроком службы. Коммутационная способность контактов около 5 А.
Реле времени предназначены для создания определенной выдержки времени, чтобы обеспечить избирательное действие защит. Эти реле работают на оперативном постоянном и переменном токе. Реле (рис. 1.31) состоит из обмотки 16, магнитопровода 15, якоря 14 с возвратной пружиной 13, поводка 10, укрепленного на рычаге 11, контактов мгновенного действия 12 и 9 и контактов 2 я 1 с выдержкой времени при замыкании, шкалы 24, ведущей пружины 23, закрепленной с одной стороны к зубчатому сегменту 4, а с другой — к скобе 22 для изменения натяжения пружины, фрикционного сцепления 21, зубчатых колес 20, 19, 17 и 7, анкерного колеса 18, анкерной скобы 5 и грузиков 6 часового механизма. При невозбужденном состоянии реле пружина 13 через палец 8 и зубчатый сегмент 4 удерживает пружину 23 в растянутом положении. Когда обмотка 16 получает питание, ее магнитный поток втягивает якорь 14, сжимая пружину 13. Поводок 10 замыкает контакты 9 и 12. Пружина 23 через зубчатый сегмент 4, зубчатое колесо 3 и фрикционное сцепление 21 воздействует на часовой механизм, который определяет скорость движения подвижных контактов 2. Выдержка времени на замыкание контактов 2 и 1 определяется положением контактов 7 на шкале 24. Контакты 1 закреплены на планке П, которая перемещается по кругу шкалы и закрепляется винтом В.
Промежуточные реле, предназначенные для размножения контактов основного реле при необходимости одновременного замыкания нескольких цепей и увеличения отключающей способности основного реле (последнее имеет маломощные контакты, не рассчитанные на размыкание и замыкание цепей с большим током), изготовляются для работы на постоянном и переменном оперативном токе.
Реле РП-23 и РП-24 изготовляют для работа на постоянном токе. Реле РП-23 (рис. 132, а), смонтированное на цоколе 1 и закрываемое кожухом 10, состоит из электромагнита 8 с обмоткой 9, якоря 7 с хвостовиком 6, подвижной стойки 3 с контактами, замыкающимися с неподвижными контактами 4, возвратной пружины 2, регулировочной пластины 11, упора 5. Когда подается напряжение на обмотку реле, якорь 7 притягивается и хвостовиком 6 перемещает вниз контактную стойку 3, вызывая переключение контактов. Реле РП-24 отличается от РП-23 тем, что имеет встроенный указатель срабатывания (флажок) с ручным возвратом. Для работы на переменном токе изготовляют реле РП-25 и РП-26, которые имеют такое же устройство, как и реле РП-23 и РП-24. Время срабатывания реле при номинальном напряжении около 0,06 с. Разрывная мощность контактов при напряжении до 250 В и токе до 2 А—100 Вт в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой и 500 В· А в цепи переменного тока.
Рис. 132. Устройство реле РП-23 (а), электрические схемы реле РП-232 (б) и РП-233 (в)
Реле РП-232 и РП-233, работающие на постоянном токе, имеют конструкцию, аналогичную реле РП-23. Отличие состоит в том, что реле РП-232 и РП-233 имеют, кроме рабочих обмоток, удерживающие обмотки: у реле РП-232 одна рабочая токовая обмотка 1 и одна удерживающая обмотка напряжения U (рис. 132, б); у реле РП-233 одна рабочая обмотка напряжения U и две удерживающие токовые обмотки 1 (рис. 132, в). Время срабатывания реле РП-232 — около 0,06 с, а РП-233— около 0,03 с. Многообмоточные реле применяют в тех случаях, когда после срабатывания реле от кратковременного протекания тока в рабочей обмотке требуется удержать его в таком состоянии с помощью других его обмоток.
Рис. 133. Указательное реле
Указательное реле РУ-21 (рис. 133), применяемое для сигнализации о срабатывании релейной защиты, состоит из пластмассового основания 1, на котором закреплена обмотка 2 с сердечником 15, и магнитопровода 16, рычага 5, служащего для удержания якоря 4 в исходном положении, пластмассового цилиндра 6 с замыкателями 11, дисковым указателем срабатывания 7 и скобы 13 для ограничения поворота цилиндра 6 под действием пружины 10, опорной трехсекторной стойки 8 с осью 9, вокруг которой вращается цилиндр 6, стойки 14, ограничивающей поворот цилиндра при срабатывании реле, выводов 3 и 17 от обмотки и контактов. Реле изображено в сработанном состоянии, поэтому между секторами опорной стойки 8 видим белые секторы дискового указателя срабатывания 7. Для приведения реле в исходное положение поворачивают цилиндр 6 по часовой стрелке с помощью скобы (укреплена на снятом защитном кожухе), воздействующей на рычаг 5. Последний заскакивает за выступ на якоре 4, удерживая пружину 10 в натянутом состоянии. Вместо белых секторов указательного диска теперь видны черные. При подаче напряжения на обмотку 2 сердечник 15 притягивает якорь 4, освобождая рычаг 5. Под действием пружины 10 поворачивается цилиндр 6, замыкателями 11 замыкаются контакты 12.
