Реле косвенного действия являются первичные и вторичные измерительные реле, а также логические реле (времени, промежуточные и указательные). Рассмотрим электрические испытания вторичных измерительных реле косвенного действия РТ40 и РТ80, направления мощности РБМ, дифференциальных токовых РНТ и некоторых логических. Проверка и регулировка механической части, а также контактов этих реле были рассмотрены ранее. Все эти реле должны испытываться повышенным напряжением 1000 В переменного тока промышленной частоты в течение 1 мин с измерением до и после испытаний сопротивления изоляции мегаомметром на 1000 В.
При испытании реле тока РТ40 собирают схему, показанную на рис. 172, а. Плавно увеличивая, а затем снижая ток, измеряют соответственно ток срабатывания /ср и возврата 1Ш и подсчитывают коэффициент возврата кЪ9 который должен быть в пределах 0,85—0,90 для реле максимального тока. Затем проверяют, нет ли вибрации контактов реле при токе от 1,05 /ср до наибольшего возможного значения при коротких замыканиях.
При испытании реле тока РТ80 собирают схему, показанную на рис. 172,6. Сначала измеряют ток, при котором начинает вращаться диск (ток начала работы). Этот ток не должен превышать 25% тока уставки реле. Затем на всех уставках измеряют токи срабатывания и возврата индукционного элемента реле. Ток срабатывания измеряют при плавном увеличении тока в реле в момент сцепления зубчатого сектора с червяком, а ток возврата — при плавном снижении тока в момент расцепления зубчатого сектора с червяком. Коэффициент возврата должен быть в пределах 0,82—0,87 и зависит от глубины сцепления сектора с червяком и расстояния между скобой 27 и магнитопроводом. Коэффициент возврата будет тем больше, чем меньше глубина зацепления сектора 1 с червяком 3 и больше зазор между скобой и магнитопроводом. После этого на одной из уставок по току снимают токо-временную характеристику. Обычно принимают заданную уставку для работы реле в условиях эксплуатации, а если она неизвестна — минимальную уставку по току. Измерения выполняют при шести — восьми значениях тока (при одном, несколько большем тока срабатывания, одном-двух в независимой части характеристики и остальных в ее зависимой части). При снятии токовременной характеристики на обмотку реле следует подавать линейное напряжение через нагрузочное устройство, состоящее из резисторов (см. рис. 108), чтобы не допустить искажения синусоидальной формы кривой тока. После каждого срабатывания реле, прежде чем подать питание на его обмотку, для определения следующей точки характеристики необходимо поднять указатель срабатывания.
Ток срабатывания электромагнитного элемента реле, который устанавливается в пределах 2 —8-кратного тока срабатывания индукционного элемента, следует проверять как можно быстрее, чтобы предупредить перегрев обмотки. При этом уставка по шкале времени должна быть максимальной.
При испытании реле направления мощности РБМ собирают схему, показанную на рис. 173, д. Измеряют ток в обмотке напряжения при номинальном напряжении 100 В, падение напряжения на токовой обмотке при номинальном токе 5 А (для реле РБМ171/1 и РБМ277/1) или 1А (для реле РБМ 171/2 и РБМ277/2) и определяют потребление мощности этими обмотками. Полученные результаты не должны отличаться более чем на 10% от каталожных данных.
Затем проверяют отсутствие самохода реле при подведении к нему только напряжения или при прохождении только тока. Самоход появляется вследствие не симметрии магнитной системы и может действовать на замыкание или размыкание контактов. Кроме того, его действие может изменяться в зависимости от изменения напряжения (тока). Действуя на замыкание контактов, самоход может вызвать ложное срабатывание реле, а на размыкание — отказ. Поэтому самоход должен быть устранен или сведено к минимуму его действие на размыкание контактов.
Самоход, вызываемый прохождением тока, проверяют, изменяя его от номинального до максимального, возможного при коротких замыканиях. Обмотку напряжения при этом замыкают накоротко. Самоход, вызываемый подведением напряжения, проверяют, когда оно при разомкнутой токовой обмотке равно 110% номинального. В обоих случаях проверку выполняют при полностью ослабленной противодействующей пружине. Сначала устраняют самоход от тока, для чего накидным немагнитным ключом (например, из латуни) ослабляют гайку, крепящую сердечник магнитопровода, и поворачивают его при прохождении тока по токовой обмотке, наблюдая за подвижной системой. Когда на подвижную систему перестает действовать вращающий момент самохода, сердечник закрепляют,
еще раз убеждаются в отсутствии самохода и затирании барабанчика, а также наличии нормального люфта. Если самоход таким способом устранить не удается, следует незначительно сдвинуть в одну или другую сторону полюса, не имеющие катушек, для чего соответственно сначала ослабляют, а затем закрепляют крепящие болты, сохраняя равномерность зазора между полюсами и барабанчиком. При этом нужно следить за токовыми обмотками, не допуская их перегрева. Для устранения самохода пользуются также способом изменения потоков рассеяния отдельных катушек, для чего их несколько перемещают вдоль магнитопровода.
Проверив отсутствие самохода, устанавливают зоны действия реле, для чего, подводя номинальные ток и напряжение и поддерживая их неизменными, изменяют фазорегулятором угол сдвига между ними от 0 до 360° и от 360° до 0, записывают углы, при которых замыкаются и размыкаются контакты, и строят векторную диаграмму (рис. 173, б), по которой определяют угол максимальной чувствительности. Для этого наносят исходный вектор напряжения Up и линии замыкания и размыкания контактов, что нетрудно сделать, зная фазовые углы между напряжением и током, при которых происходит замыкание и размыкание контактов реле. Проводят биссектрисы углов между этими линиями, являющимися линиями нулевых моментов, и перпендикулярную им линию максимальных моментов. Угол между линией максимальных моментов и вектором напряжения Up является углом максимальной чувствительности. Расхождение полученных данных с каталожными не должно превышать 5%. Одновременно устанавливают правильность маркировки однополярных выводов реле.
Чувствительность реле проверяют при рабочей затяжке противодействующей пружины, номинальном токе и фазовом угле между током и напряжением, равном углу максимальной чувствительности, плавно поднимая напряжение. Умножая напряжение на силу тока, подсчитывают мощность срабатывания реле. Определяя напряжение срабатывания реле при разных толках, можно построить характеристику чувствительности реле мощности (рис. 173, в). Чувствительность реле РБМ270 должна быть проверена в обе стороны, т. е. на замыкание левого и правого контактов.
При испытании дифференциальных реле РНТ на первичные обмотки подают междуфазное напряжение через резистор /?, сопротивление которого на порядок (в 10 раз) больше полного сопротивления реле. В зависимости от числа витков первичной обмотки (5, 10, 20, 40, 60, 120, 180) сопротивление резистора должно быть соответственно 1,5; 3; 5; 10; 15; 30 и 50 Ом. Собрав схему, показанную на рис. 174, снимают вольтамперные характеристики при замкнутой и разомкнутой короткозамкнутой обмотке. По полученным характеристикам судят об исправности магнитопровода, отсутствии обрывов и витковых замыканий в первичной и вторичной обмотках насыщающегося трансформатора тока, а также правильности выполнения короткозамкнутой обмотки.
Вольтамперные характеристики снимают до насыщения магнитопровода, наступающего при токе в первичной обмотке реле РНТ, равном 4,5 —5-кратному току срабатывания. Обычно по оси абсцисс откладывают не ток, а намагничивающую силу F (произведение тока в первичной обмотке на число включенных витков). Это позволяет судить об исправности магнитопровода при любых уставках на реле. Вольтметр должен иметь входное сопротивление не менее 500 — 1000 Ом на 1 В.
При снятии вольтамперных характеристик якорь исполнительного реле заклинивают в отключенном положении. Включают максимальное число витков рабочих обмоток, плавно увеличивают в них ток от 0 до 5 и измеряют напряжение при 0,5 — 1—2—3 и 5 /ср. Характеристики снимают при подаче питания в каждую рабочую обмотку как при разомкнутой, так и замкнутой короткозамкнутой обмотке.
Короткозамкнутую обмотку проверяют, измеряя напряжение на ее секциях при разомкнутом на зажиме 9 контуре. В одну из первичных обмоток с полностью включенными витками подают ток, равный 2—2,5, и измеряют напряжение каждой секции. В исправном реле напряжение на обеих секциях одинаково и увеличивается по мере уменьшения сопротивления RK 3.
Для проверки исполнительного реле дифференциального реле РНТ собирают схему, показанную на рис. 175, снимают перемычку между зажимами 11 — 12, а питание подводят к зажимам 10—11. Измеряют ток и напряжение срабатываний и ток возврата реле, используя миллиамперметр на 300—500 мА и вольтметр на 1 — 5 В. Ток срабатывания реле РНТ не изменяется и определяется рабочей уставкой на исполнительном реле. Ток срабатывания реле РТ40 на рабочей уставке должен быть 0,17А с отклонением в сторону уменьшения на 0,01 А, напряжение срабатывания —3,6 В с отклонением в сторону уменьшения на 0,1 В, а коэффициент возврата порядка 0,8.
Для получения этих параметров исполнительное реле регулируют: отводят указатель до предела вправо; устанавливают ток в обмотке 0,17 А, левым упором, ограничивающим начальное положение якоря, устанавливают его в такое положение, чтобы напряжение на обмотке стало 3,6 В, и фиксируют это положение. Ослабляют с помощью разрезной гайки натяжение пружины так, чтобы реле срабатывало при токе 0,16—0,17 А. При этом положении пружины устанавливают указатель с помощью гайки против риски на шкале реле. Повторно проверяют ток и напряжение срабатывания реле. Коэффициент возврата регулируют с помощью правого упорного винта.
Для проверки тока срабатывания реле РНТ подключают все витки первичной обмотки, при этом контур короткозамкнутой обмотки должен быть разомкнут на зажиме 9. При питании первичных обмоток измеряют ток срабатывания и определяют намагничивающую силу (ампер витки) для каждой первичной обмотки отдельно. Намагничивающая сила срабатывания реле РНТ564 — РНТ567 (с исполнительным реле РТ40) должна быть равна 100 А. Точную регулировку намагничивающей силы срабатывания выполняют резистором при условии, что параметры исполнительного реле находятся в указанных пределах.
Проверку реле на заданной уставке выполняют, включив штепселями расчетное число витков первичных обмоток, после чего измеряют токи срабатывания поочередно для всех плечей дифференциальной защиты и определяют намагничивающие силы для каждого плеча. Отклонения параметров срабатывания не должны превышать 5% расчетных. Токи срабатывания и возврата измеряют 2 — 3 раза, определяя среднее арифметическое значение.
Проверяя контакты исполнительного реле, обращают внимание на отсутствие вибрации и искрения при прохождении тока через первичные обмотки от 1,05 до 4 — 5, как при плавном его изменении, так и при пропускании толчком разных токов. Предварительно контакты регулируют при снятом оперативном токе; при окончательной проверке они должны работать на нагрузку, равную действительной нагрузке при работе реле в схеме защиты. При проверке контактов питание на реле надо подавать кратковременно, чтобы не перегревать обмотки большими токами.
После испытания реле РНТ следует размагнитить магнитопровод, поднимая ток от 0 до 4-5 /ср и снижая до 0.
При испытании логических реле, которые бывают с параллельной обмоткой на различные номинальные напряжения, с последовательной на различные номинальные токи, а также с параллельными и последовательными измеряют напряжения и токи срабатывания и возврата.
Для измерения напряжения срабатывания и возврата логических реле собирают схему, показанную на рис. 176, а. Плавно поднимая напряжение, снимают показания вольтметра и амперметра, чтобы по этим данным рассчитать сопротивление обмотки реле. Затем поднимают напряжение до момента срабатывания реле и измеряют его. Чтобы реле надежно работало при снижении напряжения оперативного тока, его напряжение срабатывания должно быть не больше 80% номинального. Нельзя также допускать, чтобы напряжение срабатывания было слишком мало (меньше 50 — 60% номинального), поскольку при этом возможно ложное срабатывание реле по обходным цепям при нарушениях в цепях оперативного тока. Напряжение срабатывания и возврата реле, включенных через резистор, измеряют как с включенным резистором, так и без него.
Для измерения тока срабатывания и возврата логических реле собирают схему, показанную на рис. 176, б. Плавно увеличивая ток, снимают показания амперметра и вольтметра, чтобы по этим данным рассчитать сопротивление обмотки реле. Затем увеличивают ток до момента срабатывания реле и измеряют его.
В реле с несколькими обмотками — параллельными или последовательными — определяют однополярные выводы. Для этого измеряют ток или напряжение срабатывания реле от каждой обмотки в отдельности по схемам, показанным на рис. 176, а, б, а затем к одной из обмоток подводят питание при напряжении (для параллельной обмотки) или токе (для последовательной), близкие соответственно к напряжению и току срабатывания. При этом режиме определяют напряжение или ток срабатывания от другой обмотки. Если напряжение или ток срабатывания будет меньше определенного для второй обмотки, однополярные выводы обеих обмоток соединены с одноименными полюсами источника питания.
Выбор указательных и промежуточных реле с параллельными обмотками затруднений не вызывает, так как они обычно должны быть рассчитаны на номинальное напряжение оперативного тока. При выборе указательных и промежуточных реле с последовательными обмотками в каждом конкретном случае выполняют расчет для проходящего тока при действии устройства, в котором реле установлены. Рассмотрим это на конкретных примерах.
Пример 1. Выбрать указательное реле для включения последовательно промежуточному реле KL2 типа РП211 (рис. 177, а). Номинальное напряжение сети оперативного тока 220 В.
Катушка реле РП211 имеет сопротивление Л, = 9800 Ом. При снижении напряжения оперативного тока до 0,81/ном ток, проходящий по катушке реле, /р = 0,8С/НОМ/Л, = 0,8 • 220/9800 = 0,018 А. Ток срабатывания указательного реле КН при коэффициенте надежности, равном 1,2, составит /ср = /р/1,2 = 0,018/1,2 = 0,015 А. Выбираем указательное реле РУ21/0,015, ток срабатывания которого равен 0,015 А, а сопротивление /?2 = 1000 Ом. При этом напряжение на промежуточном реле ^п.р= 0,8 UHOMRJ(Rx + = 0,8• 220- 9800/(9800 + 1000)= 158 В. Такое напряжение достаточно, если напряжение срабатывания промежуточного реле не превышает 0,7 1Ом сети оперативного тока и равно 0,7-220= 154 В. Если же напряжение срабатывания промежуточного реле больше, например составляет 0,8 t/H0M сети оперативного тока и равно 0,8*220= 176 В, напряжение на нем будет недостаточно для срабатывания и придется использовать другое указательное реле РУ21 /0,025 (ток срабатывания /ср = 0,025 А, сопротивление = 350 Ом), а параллельно обмотке промежуточного реле включить резистор R (рис. 177, б) с таким сопротивлением, чтобы обеспечить прохождение по обмотке указательного реле КН тока, в 1,2 раза больше его тока срабатывания, т. е. равного 1,2*0,025 = 0,03 А. Сопротивление резистора R подсчитать нетрудно.
При напряжении срабатывания 176 В и сопротивлении обмотки 9800 Ом ток срабатывания промежуточного реле = 176/9800 = = 0,018 А. Ток, который должен проходить через указательное реле КН, равен 0,03 А. Следовательно, через резистор R должен проходить ток, равный 0,03 — 0,018 = 0,012 А при напряжении на нем 176 В, а его сопротивление равно 176/0,012= 14600 Ом.
Пример 2. Для выходных цепей релейной защиты с пуском устройств АПВ от промежуточного реле с последовательной обмоткой требуется выбрать промежуточное KL и сигнальное КН реле, а также резистор R. Номинальное напряжение оперативного тока 110 В, кабель с медными жилами сечением 2,5 мм2 имеет длину 150 м, сопротивление отключающего электромагнита YAT равно 13,4 Ом.
Сопротивление двух жил кабеля, по которым подводится питание к отключающему электромагниту, равно 0,0175- 2- 150/2,5 = 2,! Ом (0,0175 Ом - мм2/м - удельное сопротивление меди). Пренебрегая сопротивлением сигнального и промежуточного реле и считая, что напряжение оперативного тока снизилось до 0,81/ном, определим проходящий через отключающий электромагнит YAT привода ток, который будет равен 0,8 - 110/(13,4 + 2,1) = 5,64 А. В соответствии с этим током выберем промежуточное реле ЭП1/4 с длительно допустимым током 4 А, током срабатывания 2 А и сопротивлением обмотки 0,12 Ом. Для обеспечения действия указательного реле КН последовательно контакту промежуточного реле KL включен добавочный резистор /?, сопротивление которого в 1,3—1,5 раза больше сопротивления обмотки указательного реле, а ток, проходящий через указательное реле в момент отключения, равен половине тока, проходящего через отключающий электромагнит привода.
Ток срабатывания указательного реле с учетом коэффициента надежности, равным 1,2, составит 5,64/(2-1,2) = 2,35 А. В соответствии с этим током выберем указательное реле РУ21/2, ток срабатывания которого равен 2 А, сопротивление обмотки 0,05 Ом. Сопротивление добавочного резистора примем равным 1,3- 0,05 = 0,065 Ом. Ток срабатывания отключающего электромагнита, исходя из того, что он должен действовать при снижении напряжения оперативного тока до 65% номинального, составит 0,65-100/13,4 = 5,34 А. Сопротивление выходной цепи защиты в момент отключения с учетом сопротивлений обмоток промежуточного KL и указательного КН реле, а также добавочного резистора R будет равно 13,4 + 2,1 + 0,12 + (0,05 х х 0,065)/(0,05 + 0,065) = 15,65 Ом.
Таким образом, ток отключения будет равен 0,8 • 110/15,65 = 5,6 А.
Коэффициент надежности действия отключающего электромагнита составит 5,6/5,34 = 1,05; промежуточного реле —5,6/4 = 1,4, а указательного - 5,6- 0,028/(0,05- I) = 3,14.