Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

2. Защитные реле – устройства, которые реагируют на предельно фиксированные значения характеристик аппаратов. Также они приводят в действие различные системы управления и сигнализирования. Это позволяет предотвратить переход аварийного максимума или минимума.

Защитные реле так же, как и автоматические, могут быть классифицированы по множеству признаков на целые ряды классов: по назначению, по признакам характеристик, по пределам, по принципам действия, устройству частей, по типу применяемой энергии, а также по многим другим признакам. Применяются защитные реле в мощных энергетических системах, в электрических промышленных системах и т. д. Везде их роль – защита основных частей от токов коротких замыканий, различных перегрузок,

аварийных изменений напряжения, силы тока и т. д. В свою очередь защитные реле разделены на реле напряжения, реле направления мощности, дифференциальные реле, реле сопротивления и реле обратного тока:

1) реле напряжения используются для выключения электрических двигателей при резком уменьшении уровня напряжения, а также для защиты генераторов и линий электрической передачи. Они являют собой мгновенно действующие реле с рассчитанной на определенное напряжение обмоткой;

2) реле направления мощности используются в схемах защиты линий электрической передачи. Они реагируют на величину, фазу и силу тока, а также на его направление по отношению к направлению напряжения. Время срабатывания таких реле должно быть минимальным. В связи с этим условием наибольшее применение получили реле с барабаном. В таких реле время срабатывания доходит до 0,02—0,06 с. Катушки напряжения реле направления мощности начинают работать во вторичной цепи трансформатора напряжения, а катушки тока включаются во вторичные цепи трансформаторов тока. Принцип работы реле направления мощности заключается в том, что при дифференциации тока и мощности происходит замыкание контактов реле;

3) реле сопротивления применяются для защиты линий электропередачи на расстоянии. Такое реле реагирует на реактивное и полное сопротивление. Сопротивление в этом случае представляет собой функцию характеристики линий и дистанции между местом расположения реле и местом короткого замыкания. Реле сопротивления срабатывает в случае короткого замыкания в контролируемом участке линии электропередачи, но не срабатывает, если короткое замыкание происходит за пределами данного участка. Значительная часть реле сопротивления сконструирована на основе индукционного принципа действия;

4) дифференциальные реле используются для защиты генераторов, линий электропередачи и трансформаторов. Чаще всего применяют реле для дифференциально-токовой защиты. Такие реле основаны на принципе сравнения параметров тока на разных этапах прохождения защищаемого участка. Дифференциальные реле конструируются чаще всего на основе электромагнитного и индукционного принципов действия;

5) реле обратного тока используют как защиту генераторов постоянного тока, когда последние взаимодействуют с каким-либо количеством других генераторов или источниками тока. Реле обратного тока срабатывают в случае повреждения или остановки устройства. Конструкция реле обратного тока основана на принципах действия поляризованного реле.

На вышеуказанных видах реле защиты их виды не ограничиваются, но все остальные являются редко применяемыми, так как принципы их работы ограничивают их применение по многим параметрам.

3. Исполнительное реле – гидравлическое, электрическое или пневматическое устройство, которое реагирует на воздействие сигнализации, а также на воздействие управляющего, измерительного или регулирующего устройства. Исполнительные реле конструируются с контактной системой или с особой частью, которая как раз и воздействует на какой-либо аппарат. Чаще всего исполнительные реле применяются для сигнализации. В таком случае происходит срабатывание сигнализации при резких перепадах давления, напряжения, силы тока, его фаз, температуры, уровня жидкости и газа. Для улучшения работы исполнительных реле их конструируют вместе с соответствующим прибором.

4. Промежуточное реле – электрический, пневматический или гидравлический прибор, который приводится в рабочее состояние даже слабыми импульсами управления, а также он приводит в рабочее

состояние различную исполнительную аппаратуру, мощность которой может значительно превышать мощность импульсов. В неэлектрических промежуточных реле кинетическая энергия потока жидкости (газа), которая появляется при срабатывании управляющего устройства, воздействует на мембрану, которая открывает (закрывает) клапан в цепи механизма исполнения. Чаще всего промежуточные реле используются в автоматических системах управления машин и в регуляторах. Промежуточные реле ступенчато усиливают мощность управления, увеличивают количество исполнительных цепей при ветвлении процесса, а также замедляют передачу распорядительного импульса от одной цепи к другой. Промежуточные реле нужны тогда, когда необходимо установить взаимосвязь двух цепей дифференцированных напряжений. Среди электрических промежуточных реле наиболее часто используемыми являются электромагнитные реле, в частности реле с поворотными и втяжными якорями. Применяются такие промежуточные реле в системах телесигнализации, телеуправления, автоматического управления и в связи. Как и для других, для промежуточных реле очень важно время их срабатывания, так как в зависимости от ситуации могут быть необходимы как реле быстрого реагирования, так и реле замедленного действия. При помощи шунтования обмотки реле можно изменить время срабатывания данных реле до нескольких секунд.

5. Реле связи – электрическое устройство, которое реагирует на разносиловые импульсы тока и управляет цепями телефонных, телемеханических и телеграфных аппаратов. Реле связи в свою очередь подразделяются на телефонные, кодовые и телеграфные реле:

1) телефонные реле используются для управления различными цепями телефонных станций. По принципу действия делятся на две группы: электромагнитные и тепловые. Но наибольшее распространение получили электромагнитные реле. Контактная система реле составлена плоскими пружинами из нейзильбера, латуни или бронзы, а также серебряными или пластиковыми контактами. Время срабатывания телефонных реле составляет 5—30 м/с;

2) телеграфные реле используются для приема и обработки слабых сигналов с линии связи и их передачи в телеграфный аппарат. Делятся на нейтральные и поляризованные. Последние получили более широкое применение. Могут разделяться по таким признакам, как конструкция, быстрота воздействия и число обмоток;

3) кодовые реле применяются в телемеханике. В этой отрасли они выполняют телеуправление и телесигнализацию. Кодовое реле состоит из многоконтактного реле с обмоткой, напряжение которой составляет до 120 В.

Релейная защита

Релейная защита – это система реле, в задачи которой входит сигнализирование о сбоях установленного режима работы различных электрических объектов.

Одним из таких сбоев является короткое замыкание, которое может вызвать сильнейшее повреждение различного электрического оборудования. Сначала смягчение результатов короткого замыкания проводилось только при помощи плавных предохранителей, чья область использования значительно ограничена, несмотря на все модификации. Поэтому наибольшее применение при защите оборудования от коротких замыканий получили автоматические выключатели. При использовании данного защитного устройства выявление и определение характера повреждения осуществляется при помощи автоматических защитных реле.

Требования, предъявляемые к релейной защите:

1) быстрота действия является самой важной из всех требований, так как именно от нее зависит нормальная работа электрического оборудования, которому требуются «услуги» релейной защиты. В некоторых случаях релейная защита должна сработать за сотые доли секунды;

2) селективность – возможность релейной защиты обеспечить отключение только поврежденного участка сети наиболее близкими к нему выключателями. Данный эффект достигается при помощи настройки реле, которая учитывает изменение токов, напряжений и т. д.;