Блокировка по минимальному напряжению

Максимальная токовая защита: принцип действия, виды, примеры схем

В силу разных причин аварии в электросетях случаются довольно часто. При коротком замыкании губительно действует на все электроприборы сверхток. Если не предпринять защитных мер, то последствием от неуправляемого увеличения тока может стать не только повреждение электроустановок на участке от места аварии до источника питания, но и выведение из строя всей энергосистемы. Во избежание негативных последствий, вызванных авариями, применяются разные схемы электрозащиты:

отсечка;
дифференциально-фазная;
высокоэффективная максимальная токовая защита электрических цепей (МТЗ).

Из перечисленных видов защиты самой распространённой является МТЗ. Этот простой и надёжный способ предотвращения опасных перегрузок линий нашёл широкое повсеместное применение благодаря обеспечению селективности, то есть, обладанию способностью избирательно реагировать на различные ситуации.

Устройство и принцип действия

Конструктивно МТЗ состоят из двух важных узлов: автоматического выключателя и реле времени. Они могут быть объединены в одной конструкции либо размещаться отдельными блоками.

Отличия от токовой отсечки

Из всех видов защиты по надёжности лидирует токовая отсечка. Примером может служить защита бытовой электросети устройствами с применением плавких предохранителей или пакетных автоматов. Метод токовых отсечек гарантирует обесточивания защищаемой цепи в аварийных ситуациях. Но для возобновления подачи электроэнергии необходимо устранить причину отсечения и заменить предохранитель, либо включить автомат.

Недостатком такой системы является то, что отключение может происходить не только вследствие КЗ, но и в результате даже кратковременного превышения параметров по току нагрузки. Кроме того, требуется участие человека для восстановления защиты. Эти недостатки не критичны в бытовой сети, но они неприемлемы при защите разветвлённых линий электропередач.

Благодаря тому, что в конструкциях МТЗ предусмотрены реле времени, задерживающие срабатывание механизмов отсечения, они кратковременно игнорируют перепады напряжений. Кроме того, токовые реле сконструированы таким образом, что они возвращаются в исходное положение после ликвидации причины, вызвавшей размыкание контактов.

Именно эти два фактора кардинально отличают МТЗ от простых токовых отсечек, со всеми их недостатками.

Принцип действия МТЗ

Между узлом задержки и токовым реле существует зависимая связь, благодаря которой отключение происходит не на начальной стадии возрастания тока, а спустя некоторое время после возникновения нештатной ситуации. Данный промежуток времени слишком короткий для того, чтобы величина тока достигла критического уровня, способного навредить защищаемой цепи. Но этого хватает для предотвращения возможных ложных срабатываний защитных устройств.

Принцип действия систем МТЗ напоминает защиту токовой отсечки. Но разница в том, что токовая отсечка мгновенно разрывает цепь, а МТЗ делает это спустя некоторое, наперёд заданное время. Этот промежуток, от момента аварийного возрастания тока до его отсечения, называется выдержкой времени. В зависимости от целей и характера защиты каждая отдельная ступень времени задаётся на основании расчётов.

Наименьшая выдержка времени задаётся на самых удалённых участках линий. По мере приближения МТЗ к источнику тока, временные задержки увеличиваются. Эти величины определяются временем, необходимым для срабатывания защиты и именуются ступенями селективности. Сети, построенные по указанному принципу, образуют зоны действия ступеней селективности.

Такой подход обеспечивает защиту поврежденного участка, но не отключает линию полностью, так как ступени селективности увеличиваются по мере удаления МТЗ от места аварии. Разница величин ступеней позволяет защитным устройствам, находящимся на смежных участках, оставаться в состоянии ожидания до момента восстановления параметров тока. Так как напряжение приходит в норму практически сразу после отсечения зоны с коротким замыканием, то авария не влияет на работу смежных участков.

Примеры использования защиты

с целью локализации и обезвреживания междуфазных КЗ;
для защиты сетей от кратковременных перегрузок;
для обесточивания трансформаторов тока в аварийных ситуациях;
в качестве протектора при запуске мощного, энергозависимого оборудования.

Задержка времени очень полезна при пуске двигателей. Дело в том, что на старте в цепях обмоток наблюдается значительное увеличение пусковых токов, которое системы защиты могут воспринимать как аварийную ситуацию. Благодаря небольшой задержке времени МТЗ игнорирует изменение параметров сети, возникающие при пуске или самозапуске электродвигателей. За короткое время показатели тока приближаются к норме и причина для аварийного отключения устраняется. Таким образом, предотвращается ложное срабатывание.

Пример подключения МТЗ электродвигателя иллюстрирует схема на рисунке 1. На этой схеме реле времени обеспечивает уверенный пуск электромотора до момента реагирования токового реле.

Аналогично работает задержка времени при кратковременных перегрузках в защищаемой сети, которые не связаны с аварийными КЗ. Отсечка действует лишь в тех случаях, когда на защищаемой линии возникает значительное превышение номинальных значений, которое по времени превосходит величину выдержки.

Для надёжности защиты на практике часто используют схемы двухступенчатой и даже трёхступенчатой защиты участков цепей. Стандартная трёхступенчатая защитная характеристика выглядит следующим образом (Рис. 2):

На абсциссе отмечено значения тока, а на оси ординат время задержки в секундах. Кривая в виде гиперболы отображает снижение времени защиты от возрастания перегрузок. При достижении тока отметки 170 А включается отсчёт времени МТЗ. Задержка времени составляет 0,2 с, после чего на отметке 200 А происходит отключение. То есть, разрыв цепи происходит в случае отказа защиты остальных устройств.

Расчет тока срабатывания МТЗ

Стабильность работы и надёжность функционирования максимально-токовой защиты зависит от настройки параметров по току срабатывания. Расчёты должны обеспечивать гарантированное срабатывание реле при авариях, однако на её работу не должны влиять параметры тока нагрузки, а также кратковременные всплески, возникающие в режиме запуска двигателей.

Следует помнить, что слишком чувствительные реле могут вызывать ложные срабатывания. С другой стороны, заниженные параметры срабатывания не могут гарантировать безопасности стабильной работы электроприборов. Поэтому при расчетах уставок необходимо выбирать золотую середину.

Существует формула для расчёта среднего значения тока, на который реагирует электромагнитное реле [ 1 ]:

где I_с.з_. – минимальный первичный ток, на который должна реагировать защита, а I_{н. макс}_. – предельное значение тока нагрузки.

Ток возврата реле подбирается таким образом, чтобы его хватило повторного замыкания контактов в отработавшем устройстве. Для его определения используем формулу:

Здесь I_вз– ток возврата, k_н_. – коэффициент надёжности, k_з – коэффициент самозапуска, I_{раб. макс}_. – величина максимального рабочего тока.

Для того чтобы токи возврата и срабатывания максимально приблизить, вводится коэффициент возврата, рассчитываемый по формуле:

k_в = I_вз / I_с.з_. с учётом которого I_с.з. = k_н.×k_з.×I_{раб. макс}_. / k_в

В идеальном случае k_в = 1, но на практике этот коэффициент всегда меньший за единицу. Чувствительность защиты тем выше, чем выше значение kв.. Отсюда вывод: для повышения чувствительности необходимо подобрать k_в в диапазоне, стремящимся к 1.

Виды максимально-токовых защит

В электрических сетях используют 4 разновидности МТЗ. Их применение диктуется условиями, которые требуется создать для уверенной работы электрооборудования.

МТЗ с независимой от тока выдержкой времени

В таких устройствах выдержка времени не меняется. Для задания уставок периода, достаточного для активации реле с независимыми характеристиками, учитывают ступени селективности. Каждая последующая выдержка (в сторону источника тока) увеличивается от предыдущей на промежуток времени, соответствующий ступени селективности. То есть, при расчётах необходимо соблюдать условия селективности.

МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени

В данной защите процесс задания уставок МТЗ требует более сложных расчётов. Зависимые характеристики, в случаях с индукционными реле, выбирают по стандарту МЭК: t_сз = A / (k n — 1), где A, n – коэффициенты чувствительности, k = I_раб / I_ср — кратность тока.

Из формулы следует, что выдержка времени уже не является константой. Она зависит от нескольких параметров, в т. ч. и от силы тока, попадающего на обмотки реле, причём эта зависимость обратная. Однако выдержка не линейная, её характеристика приближается к гиперболе (рис. 3). Такие МТЗ используют для защиты от опасных перегрузок.

МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени

В устройствах данного вида релейных защит совмещено две ступени защиты: зависимая часть с гиперболической характеристикой и независимая. Примечательно, что времятоковая характеристика независимой части является прямой, плавно сопряжённой с гиперболой. При малых кратностях критичных токов характеристика зависимого периода более крутая, а при больших – пологая кривая (применяется для защиты электромоторов большой мощности).

МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения

В данном виде дифференциальной защиты применена комбинация МТЗ с использованием влияния минимального напряжения. В электромеханическом реле произойдёт размыкание контактов только тогда, когда возрастание тока в сети приведёт к падению разницы потенциалов. Если падение превысит нижнюю границу напряжения уставки – это вызовет отработку защиты. Поскольку уставка задана на падение напряжения, то реле не среагирует на резкие скачки тока в сети.

Примеры и описание схем МТЗ

С целью защиты обмоток трансформаторов, а также других элементов сетей с односторонним питанием используются различные схемы.

МТЗ на постоянном оперативном токе.

Особенность данной схемы в том, что управление элементами защиты осуществляется выпрямленным током, который меняет полярность, реагируя на аварийные ситуации. Мониторинг изменения напряжения выполняют интегральные микроэлементы.

Для защиты линий от последствий междуфазных замыканий используют двухфазные схемы на двух, либо на одном токовом реле.

Однорелейная на оперативном токе

В данной защите используется токовое пусковое реле, которое реагирует на изменение разности потенциалов двух фаз. Однорелейная МТЗ реагирует на все межфазные КЗ.

Преимущества: одно токовое реле и всего два провода для подсоединения.

Недостатки:

сравнительно низкая чувствительность;
недостаточная надёжность – при отказе одного элемента защиты участок цепи остаётся незащищённым.

Однорелейка применяется в распределительных сетях, где напряжение не превышает 10 тыс. В, а также для безопасного запуска электромоторов.

Двухрелейная на оперативном токе

В данной схеме токовые цепи образуют неполную звезду. Двухрелейная МТЗ реагирует на аварийные междуфазные короткие замыкания.

К недостаткам этой схемы можно отнести ограниченную чувствительность. МТЗ выполненные по двухфазным схемам нашли широкое применение, особенно в сетях, где используется изолированная нейтраль. Но при добавлении промежуточных реле могут работать в сетях с глухозаземлённой нейтралью.

Трехрелейная

Схема очень надёжная. Она предотвращает последствия всех КЗ, реагируя также и на однофазные замыкания. Трехфазные схемы можно применять в случаях с глухозаземлённой нейтралью, вопреки тому, что там возможны ситуации с междуфазными так и однофазными замыканиями.

Из рисунка 4 можно понять схему работы трёхфазной, трёхлинейной МТЗ.

Схема двухфазного трёхрелейного подключения МТЗ изображена на рисунке 5.

На схема обозначены:

KA — реле тока;
KT — реле времени;
KL — промежуточное реле;
KH — указательное реле;
YAT — катушка отключения;
SQ — блок контакт, размыкающий цепь;
TA — трансформатор тока.

Защита минимального напряжения с блокировкой по составляющим обратной последовательности

7-8. Максимальная токовая защита с блокировкой минимального напряжения

а) Схема защиты

В ряде случаев при определении тока срабатывания пусковых токовых реле максимальной токовой защиты по формуле (7-13) отстройка от максимального тока нагрузки

с учетом коэффициента самозапуска приводит к такому загрублению защиты, при котором не обеспечивается необходимая чувствительность. В этих случаях для повышения чувствительности защиты применяется блокировка минимального напряжения.

Принципиальная схема максимальной токовой защиты с блокировкой минимального напряжения приведена на рис, 7-22. Схема включает в себя три пусковых токовых реле мгновенного действия 1T, 2T, ЗТ, три блокирующих реле минимального напряжения 1Н, 2Н, ЗН, одно реле времени В, одно промежуточное реле П и одно указательное реле У.

Как видно из схемы, при срабатывании только токовых реле реле времени не запускается, так как цепь на его обмотку разомкнута контактом промежуточного реле П. Если сработают только блокирующие реле минимального напряжения, то реле времени тоже не запускается. Защита может подействовать на отключение только в том случае, если сработают одновременно токовые реле и реле минимального напряжения, что бывает только при к. з., когда возрастают токи и понижается напряжение. При перегрузках, превышающих ток срабатывания токовых реле, последние сработают, но отключение не произойдет, так как блокирующие реле минимального напряжения при перегрузках не срабатывают.

Защита может подействовать неправильно, если в момент перегрузки окажется в сработанном положении хотя бы одно реле минимального напряжения, что может иметь место при перегорании предохранителя или обрыве цепи от трансформатора напряжения. Поэтому схема предусматривает подачу предупредительного сигнала от контакта промежуточного реле П, которое срабатывает при замыкании контактов любого реле минимального напряжения. Получив такой сигнал, персонал должен немедленно принять меры к восстановлению цепи напряжения, а в случае невозможности — отключить защиту. Совпадение перегрузки с повреждением в цепях напряжения считается маловероятным.

Приведенная в качестве примера на рис. 7-22 трехфазная трехрелейная схема максимальной токовой защиты с блокировкой минимального напряжения применяется главным образом для защиты генераторов. Для защиты линий и трансформаторов чаще применяются двухфазные схемы, которые отличаются от рассмотренной количеством трансформаторов тока и токовых реле. Но во всех схемах должно быть три реле минимального напряжения, включенных на три фазных или три междуфазных напряжения.

Если защита предусмотрена для действия не только при междуфазных, но и при однофазных к. з., то дополнительно устанавливается одно реле максимального напряжения, включенное на напряжение нулевой последовательности. Контакт этого дополнительного реле включается параллельно контактам реле минимального напряжения.

б) Ток срабатывания

Ток срабатывания пусковых токовых реле при наличии блокировки минимального напряжения выбирается из тех же соображений, что и без блокировки (см. § 7-5), но по нормальному току нагрузки или номинальному току защищаемого оборудования и без учета коэффициента самозапуска. Поэтому определение тока срабатывания производится по формулам (7-13), (7-14), в которых I_н.макс. заменен I_н.норм. или I_ном и исключен

С указанными изменениями формулы для определения тока срабатывания пусковых токовых реле максимальной токовой защиты с блокировкой минимального напряжения имеют вид:

в) Напряжение срабатывания реле блокировки минимального напряжения ( вольтметровая блокировка)

Напряжение срабатывания реле блокировки минимального напряжения максимальной токовой защиты должно удовлетворять следующим условиям:

1) защита не должна действовать при эксплуатационных понижениях напряжения до минимально возможного рабочего значения;

2) защита должна надежно действовать при к. з. на защищаемом участке и иметь коэффициент чувствительности при к. з. в конце этого участка порядка 1,5;

3) защита должна действовать при к. з. на смежном участке и иметь коэффициент чувствительности при к. з. в конце смежного участка порядка 1,2.

Для выполнения первого условия напряжение срабатывания должно быть меньше минимального рабочего напряжения U_{раб.мин.} Однако выполнения только одного этого условия недостаточно. Так, если произойдет к. з., при котором вследствие понижения напряжения блокировка минимального напряжения сработает, то для того, чтобы после отключения к. з. реле вернулись в исходное положение, их напряжение возврата должно быть меньше минимального рабочего напряжения. Это требование вытекает из того, что после отключения к. з. напряжение может восстановиться не до нормальной величины, а только до значения, соответствующего минимальному рабочему напряжению. Таким образом, для выполнения первого условия необходимо, чтобы

где — коэффициент надежности отстройки, больший единицы.

Заменив U_в.з. через и U_с.з., получим формулу для определения напряжения срабатывания блокировки минимального напряжения

принимается равным 1,1.

Вторичное напряжение срабатывания определяется с учетом коэффициента трансформации трансформатора напряжения n_H по формуле

Коэффициенты чувствительности определяются в тех же . режимах, что и для токовых реле, по формуле:

где U_{к.з.макс} — максимальное значение остаточного напряжения в месте установки защиты при к. з. в конце защищаемого или резервируемого участка.

Коэффициенты чувствительности должны удовлетворять второму и третьему условиям.

Схема подключения расцепителя минимального и максимального напряжения

Защита минимального напряжения обеспечивает безопасную работу важных узлов, наиболее ответственных механизмов в электрических сетях, на производствах, когда происходит кратковременное исчезновение напряжения в сети. Подает сигнал, отключает группу или секции присоединений схем, электроприборов, двигателей, трансформаторов при понижении напряжения ниже допустимого значения (уставки).

Назначение

ЗМН (защита минимального напряжения) используется совместно с защитами, которые осуществляют контроль сети. Эксплуатируется вкупе с устройством автоматического включения резерва (АВР). ЗМН выполняет отключение или подает соответствующий сигнал пользователю (системе) при возникновении аварий в сети потребителей, в следствии:

Короткого замыкания, когда происходят значительные потери электроэнергии. Возникают большие токи, напряжение резко падает.
Перегрузки сети. (Мощности источников электропитания не хватает или один из них вышел из строя).

Такое действие обеспечивает безопасность важных механизмов во время самозапуска, когда пусковые токи вызывают снижение напряжения. Автоматика отключает работу менее важных механизмов.

Схема ЗМН

Система ЗМН, как правило, выполняется при помощи электромагнитных или электронных реле напряжения. Это своеобразный реагирующий орган в цепи.

Релейные контакты соединяют последовательно, чтобы предотвратить сбой при перегорании предохранителей в электрических цепях. На контакты реле подается фаза через вспомогательный контакт от секционного трансформатора или электрической сети.

Читайте также: Номинальные напряжения нержавеющей стали

Дополнительно в состав змн входят реле:

Времени, обеспечивающее последовательность работы в электрической схеме.
Промежуточное, коммутирующее управляющие сигналы.
Указательное, которое сигнализирует о срабатывании защиты.
Минимального напряжения.

Также система защиты на производстве включает линейные контакторы или электромагнитные пускатели.

При понижении показателей до значения 50 процентов от номинального, замыкатель отключается, размыкает, шунтирующий кнопку пуск, контакт, предотвращает самозапуск двигателя, машины.

При такой системе запуск механизмов происходит после нажатия на кнопку, которая замкнет схему.

ЗМН могут работать автономно или совместно с токовыми защитами.

Принцип работы ЗМН

Защита от минимального напряжения (ЗМН) имеет идентичный принцип работы во всех сферах защиты по напряжению. Для понимания, функциональность ЗМН можно объяснить на примере электрических двигателей.

Механизмы останавливаются при возникновении КЗ (короткое замыкание). После его ликвидации происходит самозапуск двигателей, подключенных к секциям или шинам. У каждой группы свое входное питание от трансформатора, либо иного источника. Пусковые токи в несколько раз превышают номинальные значения, во время запуска происходит «просадка» напряжения на секциях.

Защита ЗМН отключает незначительных потребителей участка сети — это электродвигатели не влияющие на процесс, их простой не вызовет сбой в производстве. Следовательно, уменьшается суммарный пусковой ток, напряжение в сети не имеет критичной просадки, его хватает на самозапуск главных двигателей или узлов.

Секционный (групповой) самозапуск электрических двигателей начинается после возобновления подачи питания.

Сгорел расцепитель РММ-47 от EKF

Хотелось бы присоединиться к претензиям realsystem ЭКФу. У меня похожая ситуация : подключил РММ-47 для защиты оборудования питающегося от однополюсных ВА 16А и 6А (запитал РММ-47 до этих ВА, но перед ними стоял АД-32 32А, т.е. РММ-47 мог отключить физически ВА 16А и 6А, а питание для РММ-47 и ВА 16 А и 6А подавалось от АД-32 32А). Через несколько месяцев после нормальной работы 3х фазного щита, в котором это стояло, ночью, вдруг защелкали эти РММ-47 и запахло гарью. Вырубив весь щит со счетчиком, с фонарем принялся выяснять в чем дело. Нагрелись оба РММ-47, отключив оба ВА (пахли гарью только РММ-47). Подождав, пока остынут РММки, включил их и оба ВА через 30 мин — больше они не срабатывали — и решил что все работает в прежнем нормальном режиме, т.к. кнопка возврата РММ-47 нормально нажалась. Через несколько месяцев решил добавить РММ-47 ЭКФ в этот же 3х фазный щит для защиты других ВА. Хорошо, что сработало «7-е чувство» — дай, думаю, проверю на ЛАТРе с мультиметром как эти новые по внешнему дизайну (старые РММ были «квадратными», а новые более закругленными спереди) срабатывают, от каких напряжений ? Жаль, что старые РММ перед установкой так не проверял. Подсоединив новые РММ после ЛАТРа параллельно с мультиметром установил 185 В (меньше ЛАТР не позволил) — РММ не отключался. После плавно повысил напряжение до 250 В и РММ сработал, задымившись в ту же секунду. Вскрыв этот горелый РММ-47 ЭКФ (нового дизайна), увидел платку с взорвавшимся тиристором BT169D и варистором (предполагаю), ЗАКЛИНИВШИМ соленоидом, который должен механически подавать усилие на пластмассовый рычажок, а тот, в свою очередь, выключать ВА. Катушка в этом соленоиде обуглилась и нагрела пластмассовую основу, на которую она намотана, а в этой основе должен перемещаться металлический штырек для подачи усилия на рычажек. После такого испытания нового РММ-47 ЭКФ, купленого за 500руб, я решил снять и так же вскрыть те старые РММ -47 ЭКФ, которые раньше у меня срабатывали (те которые мог снять — снял, которые не мог — обесточил). Увидел, что там такой же заклинивший соленоид, но почерневшие несколько резисторов. Так вот, думаю, разумный вопрос к ЭКФ: почему прибор РММ-47 ЭКФ, который должен отключать ВА при 170В +/-5% и 270В +/-5% уже при 250В СТАНОВИТСЯ НЕИСПРАВНЫМ . Где написано, что это одноразовый прибор? Почему не написано после ВА С КАКИМ током срабатывания от перегрузки должен быть установлен этот РММ-47 ЭКФ (я имею ввиду какой ВА должен защищать сам РММ-47) . realsystem, каких успехов удалось добиться по претензиям к ЭКФ или продавцам РММ-47 ЭКФ ? Повторюсь, что хочу поддержать вас в этом нелегком деле.

Система АВР

При длительном отсутствии электрического питания срабатывает отключение и на главные электродвигатели. Это необходимо для запуска АВР (автоматика включения резерва), также этого требует технология производства.

При прекращении подачи электропитания на секционный ввод, срабатывает автоматика, включающая резерв, включается секционный выключатель, обеспечивающий подачу питания от резервного источника.

Минимальное время работы АВР зависит от задержки в системе, контролирующей ввод рабочего напряжения, времени срабатывания промежуточных реле, временных интервалов отключения и включения выключателей рабочего, резервного ввода.

Ступени срабатывания ЗМН

1-ая ступень

Система срабатывает при снижении напряжения до 70 % от номинального значения и с временной выдержкой полсекунды.

При включении первой ступени защиты, отключаются менее важные для производства электродвигатели. Предотвращается дальнейшее снижение одного из главных параметров, обеспечивающего возможность самозапуска главных механизмов.

2-ая ступень

Следующая ступень срабатывает после работы первой ступени. Уставка второй имеет 50 % от номинального значения разности потенциалов, время срабатывания девять секунд.

Самозапуск главных электродвигателей не происходит, отключаются оставшиеся механизмы, подключенные к цепи защиты, но поддерживается работа агрегатов, отключение которых приведет к аварийной ситуации. Вторая ступень обеспечивает режим безопасного торможения и остановки.

Виды расцепителей автоматических выключателей

Устройство защиты нагрузочной цепи представляетреле прямого действия, способное распознавать наступление аварийной ситуации и предотвращать развитие негативных процессов. Существует несколько видов расцепляющих устройств:

расцепители с защитой от сверхтоков и фиксированными заводскими настройками (тепловые компоненты с задержкой времени и электромагнитные мгновенного действия);
устройства селективного распознавания перегрузки от короткого замыкания с настройками номинального тока и времени выдержки (полупроводниковые, электронные);
компоненты с расширенной функциональностью (независимые, минимального и нулевого напряжения).

Тепловой

Тепловой расцепитель – биметаллическая пластина из 2 спаянных (сваренных или приклепанных) вместе полосок. Материалы для полосок подбираются таким образом, чтобы коэффициент температурного расширения одной отличался от аналогичного параметра другой. При прохождении электричества биметаллическая спайка нагревается сильнее, чем больше сила тока в ней. Если металл нижней полоски при нагревании удлиняется меньше, чем металл верхней, биметаллическая пластина изогнется вниз.

Читайте также: Преобразователь напряжения lem cv 3 200

При определенном значении силы тока изгиба пластины достаточно для размыкания контактов автомата. Тепловой расцепитель реагирует на перегрузку ≥30% номинального значения тока, поэтому применяется для защиты от перегрузок. Время срабатывания находится в обратной зависимости от величины проходящего тока. В разных коммуникационных аппаратах оно составляет от секунд до 1–2 часов.

Электромагнитный

Электромагнитный компонент представляют катушку (соленоид) с сердечником, передвигающимся под воздействием электромагнитного поля тока, проходящего в обмотке. Сердечник, преодолевая сопротивление пружины, вызывает срабатывание отключающего цепь элемента.Электромагнитные реле прямого действия распознают короткое замыкание (превышение значения тока в несколько раз от номинального значения) и, в зависимости от чувствительности срабатывания, автоматам присваивается класс А, В, С и D.

Наиболее часто в бытовой сети задействуют автоматические выключатели класса В и С, в которых заставка расцепления рассчитана на 3–10-кратное превышение номинального тока.

Расцепители этого вида срабатывают за доли секунды и относятся к элементам мгновенного действия, используются для защиты от токов КЗ.

Термомагнитный или комбинированный

Зачастую соединяются тепловой и электромагнитный расцепитель последовательно. Тандем обеспечивает токовую селективность: один элемент отслеживает токи в зоне перегрузки, а другой защищает электрические цепи от сверхтоков КЗ. Такую связку некоторые производители именуют комбинированным расцепителем. В зарубежных каталогах последовательное соединение 2-х устройств называют термомагнитным расцепителем.

Полупроводниковый

Полупроводниковое устройствопостроено на измерительном элементе ИЭ и исполнительном элементе – электромагните с блоком управления. Измерительный элемент собран на трансформаторе тока.

Электромагнит воздействует на механизм свободного расцепления автомата, вызывая размыкание ↔замыкание цепи.Расцепитель срабатывает при протекании в цепи тока, превышающего уставку в перегруза или короткого замыкания. Эта настройка используется как дополнительная защита к основной защите от сверхтока короткого замыкания.

Настройки тока перегрузки (1,25–6,0 от номинального тока) и времени перегрузки (4–16 секунд) полупроводникового расцепителя незаменимы в домашней электросети. Они позволяют гибко настраивать срабатывание автомата при питании СБТ с электродвигателями, учитывая большие токи в момент пуска бытового агрегата.

Выставляются требуемые значения тока и временной задержки переключателями. Они расположены на лицевой стороне блока управления.

Электронный

Электронный аналог блок-схемой не отличается от полупроводникового расцепителя. Измерительное устройство меряет ток АВ с помощью схемы на трансформаторе.Электронный модуль блока управления сравнивает полученное и заданное значение, подает управляющее напряжение на электромагнит.

Расширенный набор опций позволяет производить логическую селективность с помощью встроенного в некоторые устройства контроллера. Электронный расцепитель отличает наличие индикатора силы тока, большой выбор настроек и максимальная точность следования поставленной задаче.

Независимый

Расцепитель независимого типа удаленно управляет коммутацией электрических цепей переменного (AC) и постоянного (DC) тока, представляет обычный расцепитель с опцией дистанционной защиты. Поступающее по управляющей цепи, например с пульта оператора, напряжение подается на соленоид. В обмотке создается магнитное поле, сердечник втягивается и приводит в действие механизм свободного расцепления за время ≤0,04 с. Чтобы вернуть автоматический выключатель в исходное состояние, следует вручную нажать кнопку с надписью «Возврат».

Расцепитель минимального и нулевого напряжения

Некоторые АВ оснащаются дополнительно минимальными и нулевыми устройствами расцепления, которые встраиваются непосредственно в автомат или крепятся снаружи корпуса.

Расцепители этого типа реагируют на пороговое значение напряжения, а не силы тока. Они отключают автоматический включатель при падении вольтажа в электрической цепи ниже 0,35–0,7 и 0,1–0,35 от номинального напряжения соответственно.

Защита от напряжения

Реле напряжения, на котором основана ЗМН, постоянно контролирует величину значения сети, отключает потребителей, если они выходят за рамки установленных пределов. Возобновляет работу механизмов при возобновлении требуемых параметров.

Защита минимального напряжения может быть выполнена и автоматическими выключателями с расцепителем малого напряжения, который включает автомат при 80 % от номинального значения, а отключает его, если оно становится ниже 50 %.

Расцепитель низкого напряжения подходит для дистанционного отключения автоматики.

Назначение расцепителя

РММ-47 используется для защиты электроустановок от высокого и низкого напряжения. Чаще всего такие ситуации возникают в результате отгорания нуля и перекоса фаз в трёхфазной сети. Это устройство не защищает от высоковольтных импульсов в сети. Его назначение – отслеживать параметры питающей сети и давать команду на отключения питания потребителей.

Примечание: для защиты от импульсных скачков есть специализированные устройства, например, УЗИП – разнообразные защитные аппараты на основе варисторов.

В зависимости от схемы подключения, используя расцепитель максимального и минимального напряжения РММ-47 вы можете организовать защиту как конкретных электроприборов, так и всего объекта в целом, подключив расцепитель к вводному автоматическому выключателю.

Достоинства

Устройства змн (реле, автоматические выключатели) имеют небольшие габариты, подходят для установки на стальную, алюминиевую или гальваническую рейку (DIN-рейку).
Некоторые модели подходят для включения в розетку. Пользователь может обеспечить защиту группе бытовых электроприборов, не изменяя конфигурацию проводки.
Доступность. Низкая стоимость позволяет использовать реле или группу реле простому обывателю, а не только на производстве.
Автоматика практически мгновенно реагирует на понижение напряжения в сети, отключая и обеспечивая бесперебойную работу механизмам.

Время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей

Введение

Как известно автоматические выключатели могут иметь следующие виды расцепителей обеспечивающих защиту электрической цепи от сверхтоков: электромагнитный — защищающий сеть от коротких замыканий, тепловой — обеспечивающий защиту от токов перегрузки и комбинированный представляющий собой совокупность электромагнитного и теплового расцепителя (подробнее читайте статью «автоматические выключатели«).

Примечание: Современные автоматические выключатели предназначенные для защиты электрических сетей до 1000 Вольт имеют, как правило, комбинированные расцепители.

Расцепители автоматических выключателей — это исполнительные механизмы которые обеспечивают отключение (расцепление) электрической цепи при возникновении в ней тока выше допустимого, причем чем больше это превышение тем быстрее должно произойти расцепление.

Зависимость времени расцепления автоматического выключателя от величины проходящего через него тока и называется время-токовой характеристикой или сокращенно — ВТХ.

Читайте также: Провод высокого напряжения для бензопилы

Условия и значения ВТХ

ВТХ автоматов определяются следующими значениями:

1) Ток мгновенного расцепления — минимальное значение тока, вызывающее автоматическое срабатывание выключателя без преднамеренной выдержки времени. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.17)

Примечание: срабатывание без преднамеренной выдержки времени обеспечивается электромагнитным расцепителем автомата.

Ток мгновенного расцепления определяется так называемой «характеристикой расцепления» или как ее еще называют — характеристика срабатывания.

Согласно ГОСТ Р 50345-2010 существуют следующие типы характеристик срабатывания автоматических выключателей:

Примечание: существуют так же и другие, нестандартные типы характеристик, о них мы говорили в статье «автоматические выключатели«.

Как видно из таблицы выше ток мгновенного расцепления указывается в виде диапазона значений, например характеристика «B» предполагает, что автомат обеспечит мгновенное расцепление при протекании через него тока в 3 — 5 раз превышающего его номинальный ток, т.е. если автоматический выключатель с данной характеристикой имеет номинальный ток 16 Ампер, то он обеспечит мгновенное расцепление при токе от 48 до 80 Ампер.

Определить характеристику срабатывания автоматического выключателя, как правило, можно по маркировке нанесенной на его корпусе:

2) Условный ток нерасцепления — установленное значение тока, который автоматический выключатель способен проводить, не срабатывая, в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.15) Согласно пункту 8.6.2.2 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток нерасцепления равен 1,13 номинального тока автомата. 3) Условный ток расцепления — установленное значение тока, которое вызывает срабатывание автоматического выключателя в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.16) Согласно пункту 8.6.2.3 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток расцепления равен 1,45 номинального тока автомата.

* Условное время равно 1 ч для выключателей с номинальным током до 63 А включительно и 2 ч с номинальным током свыше 63 А. (ГОСТ Р 50345-2010, п.8.6.2.1)

Недостатки

При защите с помощью одного реле возможна неправильная работа, если произошел обрыв в цепи. Такая релейная защита подходит только для неответственных механизмов.
Не устраняет колебания напряжения в сети.
После включения выключателя ввода, может произойти его несанкционированное отключение. Происходит такое от задержки срабатывания реле. Сигнал на отключение выключателя ввода приходит раньше, чем срабатывает реле напряжения, а временное и выходное (змн) реле возвращаются в исходное состояние.

Схема подключения расцепителя РММ47

При подключении расцепителя минимального и максимального напряжения РММ47 зачастую возникают разногласия и ошибки. Кто-то подключает расцепитель до автомата, а кто-то после!

А как же все таки правильно?!

Правильным является подключение расцепителя только после автоматического выключателя. Например, для квартиры это будет являться вводной автомат. Также Вы можете защитить любую и отходящую линию в щите, это все на Ваш выбор.

У расцепителя РММ47 имеется два вывода, обозначаемые как D1 и D2.
Вот схема подключения РММ47, взятая из паспорта.
С нижней клеммы вводного автомата делаем перемычку (фазу) на клемму D2 расцепителя РММ47, а на клемму D1 подключаем ноль, например, с нулевой шины N.

Внимание! Расцепитель можно подключить и наоборот, т.е. на клемму D1 подключить фазу, а на D2 — ноль. Устройство от этого не сгорит, т.к. у него на входе установлен диодный мост и полярность ему не важна.

Для наглядности приведу пример схемы квартирного щита с подключением расцепителя РММ47.

Даже если Вы подключили расцепитель после автомата, то в любом случае необходимо убедиться в том, что сам автомат подключен соответствующим образом. Я имею ввиду то, чтобы питающая фаза приходила на его неподвижный контакт (верхний зажим), как на схеме выше.

Порой в этажных щитах питание к вводным автоматам подключают снизу на подвижный контакт. Лично я не сторонник такого подключения и свое мнение по этому моменту уже подробно озвучивал. В таком случае питание для расцепителя придется подключать к верхней клемме автомата на его неподвижный контакт.

Почему я акцентирую такое внимание на этом?!

При понижении или повышении напряжения в сети, расцепитель срабатывает и приводит своим штоком к отключению автомата, который в свою очередь должен снять напряжение с самого расцепителя, а иначе он сгорит и выйдет из строя.

Дело в том, что я и сам изначально к этому отнесся скептически, ведь рабочее напряжение расцепителя, согласно его технических характеристик находится в широких пределах от 50 до 275 (В), поэтому и подключил расцепитель напрямую.

Затем я стал плавно уменьшать напряжение на испытательном стенде. И на практике все оказалось наоборот! При напряжении порядка 180 (В) расцепитель сильно загудел, завибрировал и в итоге сработал.

При этом его шток должен был воздействовать на отключение автомата и, соответственно, после отключения автомата расцепитель должен был обесточиться.

Но я же подключил расцепитель напрямую, поэтому напряжение на расцепителе у меня оставалось какое-то непродолжительное время.

Почему не продолжительное?! Да потому что произошел хлопок и из расцепителя пошел густой дым. Естественно, что расцепитель вышел из строя!

Ну коль я его уже сжег, то решил вскрыть и показать Вам его внутренности.
Как видите, сгорела катушка, сердечник которой связан со штоком, действующего на механизм отключения автомата.
Также сгорел один из транзисторов на плате, но я думаю, что это скорее всего по причине выхода из строя катушки.
После случившегося я сразу же обратился в поддержку IEK за разъяснениями.

Дело в том, что при выходе напряжения питания за пределы ниже 186 (В) и выше 260 (В), через катушку начинает протекать повышенный ток для ее срабатывания.

Применение

Несмотря на некоторые недостатки, защита минимального напряжения тесно связана с производственными процессами, обеспечивает надежное функционирование техническому оборудованию.

Применяется для обеспечения защиты на электростанциях, обеспечивает работу важных механизмов при кратковременном исчезновении собственного питания. Устанавливается на проблемных участках электросети и подстанциях, отключая в первую очередь потребителей третьей категории. Обеспечивает сохранение напряжения на жизненно-важных объектах (больницы, железная дорога, связь, водопровод, канализация).

Напряжение
Реле
Трансформатор

Что такое рекуперация на электровозе
Чем отличается электровоз от тепловоза
Чем глушитель отличается от резонатора
Стойки стабилизатора как определить неисправность
Стабилизатор поперечной устойчивости как работает

Условия срабатывания мтз с блокировкой по напряжению