Коэффициент возврата

39. 40. Коэффициент возврата (kВ) реле. ЗависимостьkВреле рт-40 от уставки.

Отношение токов IВОЗ/IСР называется коэффициентом возврата kВОЗ.

­У реле, реагирующих на возрастание тока,Iс.р>Iвоз и< 1. Величинау различных конструкций колеблется в довольно шир­оких пределах, от 0,1 до 0,98. Из (2-1О) следует, чтозависит от соотношения Мс.р и Мвоз . Для выяснения этого соотношения следует рассмотреть диаграмму моментов, действующих на якорь реле в функции от величины воздушного зазора 6 (рис, 2-3). Предположим, что в обмотку электромаrнитноrо реле подан ток, равный току срабатывания. Возникающий при этом электромаrнитный момент Мэ1 преодолевает сопротивление пружины и трение (Мп1 и Мт ) и приводит в движение якорь. Началу движения якоря соответствует соотношение моментов: Мэ1= Мп1 + Мт

По мере перемещения якоря воздушный зазор 6 уменьшается от начального значения 61 до конечноrо 62 (рис. 2-3), противодействующая пружина растягивается и ее момент Мп (прямая 2) при этом нарастает по линейному закону (обратно пропорционально изменению 6). Электромагнитный момент Мэ (кривая 1) также увеличивается, но по нелинейной зависимости (2-5), имеющей для реле с поворотным якорем вид параболы.. Когда якорь достигает конечнoro положения 62. то благодаря более быстрому нарастанию Мэ по сравнению с Мп образуется избыточный момент ΔM =Мэ2 ­-Мп2 , обеспечивающий необходимое давление на контактах реле.

Для возврата якоря необходимо уменьшить ток в обмотке реле от Iс.р до значенияIв.р при котором электромагнитный момент Мэ снизится отдо

При этом условии момент пружины Мп2 преодолевает электромагнитный момент Mэ­2 и момент трения Мп и якорь реле возвращается в начальное положение 61′

­Из диаграммы следует, что чем больше избыточный момент Δ­M и трение М т , тем больше разница между Iвоз иIс.р, и, следовательно, меньше kвоз .

Для улучшения коэффициента возврата необходимо обеспечить:

а) совпадение или наибольшее сближение характеристик изменения моментов Мэ и М п (прямая 2 и кривая 1), что достигается подбором такoro участка кривой Мэ= f (δ), где имеется лучшее совпадение с характеристикой пружины Мп= f (δ).

Улучшения k воз можно достигнуть также за счет сокращения хода подвижной системы изменением конечноrо положения якоря δ2 что приводит к уменьшению ­ΔM (рис. 2-3);

б) уменьшение трения в осях подвижной системы (якоря) реле. Некоторое ухудшающее влияние на k воз оказывает гистерезис,

У реле типа РТ-40 при перемещении указателя от крайнего левого в крайнее правое положение ток срабатывания увеличивается в 2 раза. Ток срабаты­вания реле можно также изменить переключением катушек с последовательного соединения на параллельное. В последнем случае ток, проходящий по каждой катушке, уменьшается в 2 раза и, следовательно, для получения той же намагничивающей силы, что и в первом случае (при последовательном соединении), потребуется в 2 раза больший ток в цепи реле. Таким образом, ток срабатывания реле можно изменить в 4 раза относительно минимальной уставки.

41. Назначение, область применения и конструкция реле рн-53.

Максимальное реле напряжения РН-53 предназначено для применения в схемах релейной защиты и автоматики в качестве органа, реагирующего на повышение напряжения в цепи переменного тока; минимальное реле напряжения РН-54 используется в качестве органа, реагирующего на уменьшение напряжения в цепи переменного тока.

Реле имеют один замыкающий и один размыкающий контакты. Конструкция реле напряжения аналогична конструкции реле тока РТ-40, но в отличие от реле тока у реле напряжения гаситель вибрации отсутствует.

Коммутационная способность контактов в цепи постоянного тока с постоянной времени не более 0,005 с — 60 Вт, в цепи переменного тока с коэффициентом мощности не менее 0,5-300 ВА при напряжении от 24 до 250 В или токе не более 2 А.

Схема подключения реле серии РН-53 приведена на рисунке.

Краткая характеристика Реле РН-53:

Рабочая температура окружающей среды, °С

для реле типов РН 53- от — 40 до + 55

Коммутационная износостойкость, циклы ВО — 2500

Род тока — постоянный и переменный

Конструкция реле РТ-40 поясняется на рис. Магнитная система реле состоит из П-образного шихтованного сердечника 1 и Г-образного якоря 3. На сердечнике расположены две катушки 2, концы которых выведены на зажимы цоколя реле.

При прохождении тока по обмотке реле магнитный поток, создаваемый этим током, намагничивает подвижный якорь. Возникающая при этом электромагнитная сила, действующая на якорь, будет обусловливать вращающий момент, поворачивающий подвижную систему и связанный с осью контактный мостик 5. Замыкание цепи произойдет при соприкосновении подвижных контактов с неподвижными, приваренными к плоским бронзовым пружинам. На рис. 15,б пояснено выполнение крепления контактных пружин 8 и 9 к неподвижному держателю 10. Перемещению подвижной системы препятствует спиральная пружина 4, создающая противодействующий момент.

Для надежного срабатывания реле необходимо, чтобы вращающий момент превосходил противодействующий момент пружины, а также моменты трения и инерции подвижной системы. Равенство моментов определяет граничное условие, т. е. условие срабатывания реле. Отсюда следует, что для реле подобного типа наиболее простым способом изменения тока срабатывания является изменение натяжения пружины. Если ослабить пружину, т. е. сдвинуть указатель 6 влево по шкале, то ток срабатывания реле уменьшится.

Электромагнитное реле тока типа РТ-40

а — конструкция реле; б — крепление неподвижных контактов; в — схема внутренних соединений

Коэффициент возврата

Коэффициент возврата электрического реле — отношение значения вели-чины отпускания (возврата) хотп к значению величины срабатывания xсраб электрического реле , т.е.:

Kв = хотп / xсраб

(1)

Для максимальных реле (рис. 1, а, б), срабатывающих при значениях величины, больших заданного значения, Kв

а)

б)

в)

Рис. 1 Характеристики максимальных (а, б) и минимального (в) реле,
работающих на замыкание (а, в) и размыкание (б) по

Для минимальных реле (рис. 1, б), срабатывающих при значениях, меньших заданного значения, Kв > 1.
Чем ближе к единице значение коэффициента возврата, тем в более узких пределах реле будет осуществлять контроль входного параметра.
Значение Kв для электромеханического реле конкретного типа зависит от соотношения тяговой характеристики электромагнита, характеристик возвратных и нажимых пружин, гистерезиса магнитопровода, зазора между якорем и сердечником и др. (рис. 2).

Рис. 2 Характеристики реле:
1, 2 — статические тяговые, 3 – механическая
d — зазор между якорем и сердечником

Коэффициент возврата увеличивается при уменьшении трения в меха-низме реле. Значение коэффициента возврата выше у реле с малым раствором контактов.
Рабочее значение входной воздействующей величины Хр логического реле выбирают превышающим значение величины срабатывания xсраб , т.е. с некоторым запасом (см. рис. 1, б). Отношение значений Хр к xсраб называют коэффициентом запаса по входной воздействующей величине.
Обычно в документации на реле коэффициент возврата задают в виде диапазона значений, например: «Коэффициент возврата Kв для реле максимального тока должен быть от 0,77 до 0,80».
Согласно предусмотрен выпуск реле с нормированным или ненорми-рованным значением коэффициента возврата.
Значение коэффициента возврата Кв электрических реле контролируют при техническом обслуживании РЗА в соответствии с рекомендациями, приве-денными в .
В некоторых цифровых устройствах РЗА предусмотрено изменение зна-чения коэффициента возврата Kв для всех или некоторых алгоритмов защиты программным способом, о чём в документации записано так:

— диапазон уставок коэффициента возврата КВ ДТО ……….0,70 — 0,90
— диапазон уставок коэффициента возврата КВ ДЗТ ……….0,50 — 0,90
— дискретность задания уставок КВ ДТО……………………….0,01

Изменение коэффициента возврата КВ ДТО выполняют при переходе в соответствующий кадр меню, вводя необходимое значение (рис. 3).

Рис. 3 Кадр меню для изменений коэффициентов возврата КВ ДТО и КВ ДЗТ

См. также Дифференциал

Литература
1. ГОСТ 16022-83 (СТ СЭВ 3563-82) Реле электрические. Термины и опре-деления.
2. Электромеханические реле// Материал расположен здесь: http://leg.co.ua/info/rzaia/elektromehanicheskie-rele.html

3. ГОСТ 17523-85. Реле электромагнитные. Общие технические условия

4. РД 153-34.0-35.617-2001. Правила технического обслуживания
устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации электростанций и подстанций 110 — 750 кВ.

5. ДИВГ.648228.031-04 РЭ. Блок микропроцессорный релейной защиты

БМРЗ-ТД. Руководство по эксплуатации. СПб.: НТЦ «Механотроника», 2005

6. Захаров О.Г. Словарь-справочник по настройке судового электрооборудования. Л.: Судостроение, 1987, 216 с.
7. Новодворец Л.А. Проверка, регулировка, настройка контакторов переменного тока. М.: Энергия, 1979
8. Реле защиты. М.: Энергия, 1976, 464 с.
9. Тун А.Я. Наладка и эксплуатация релейно-контакторной аппаратуры электроприводов. М.: Энергия, 1973

ДТО, ДЗТ – дифференциальные токовая отсечка и защита с торможением

Опубликовал: Захаров О.Г.

Методички РГРТА-РГРТИ-РГРТУ

Страница 1 из 2

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: знакомство с основами ионометрии и изучение методов определения коэффициентов селективности ионометрических электродов.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: иономер, комбинированный мембранный электрод (либо комплект — измерительный электрод с электродом сравнения), пипетка, промывалка, измерительные сосуды, бумажные фильтры.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ И МЕТОД ЭКСПЕРИМЕНТА

Ионоселективные электроды (ИСЭ) применяются для определения концентрации ионов в растворе. Метод анализа концентрации с помощью ИСЭ называется ионометрией. Среди современных аналитических методов ионометрия относится к числу весьма перспективных и позволяет быстро и с большой точностью определять концентрацию многих неорганических ионов. Широкие возможности применения, небольшой расход исследуемого вещества и простота работы с ионоселективными электродами способствовали их широкому распространению. Ионометрия используется в химии, медицине, биологии, почвоведении и геологии.

Сущность метода ионометрии заключается в следующем. При погружении в исследуемый раствор двух датчиков, называемых электродами, между ними возникает электродвижущая сила, которая зависит от потенциалов каждого электрода. Один электрод является электродом сравнения; его потенциал имеет постоянную величину и не зависит от состава исследуемого раствора. Второй электрод является индикаторным; он называется ионоселективным, поскольку его потенциал изменяется пропорционально концентрации только тех ионов в растворе, для измерения которых он предназначен.

Если в исследуемый раствор, содержащий ионы, поместить соответствующий индикаторный элек­трод, на его поверхности вследствие протекания самопро­извольной реакции возникает электрический потенциал, вели­чина которого зависит от кон­центрации определяемого иона.

Главной частью ионоселективного (индикаторного) электрода, определяющей его свойства, является элек­трохимическая мембрана. Это тонкий слой материала, который обладает селективностью, то есть избирательно взаимодействует только с одним видом ионов в растворе. По этой причине на обеих сторонах мембраны возникает двойной электрический слой, характеризуемый определенным потенциалом. Сторона мембраны, обращенная внутрь электрода, связана с металлическим выводом через жидкостное или твердофазное наполнение электрода, которое содержит внутренний электрод сравнения.

При анализе методом ионометрии практически измеряют э.д.с. между внешним электродом сравнения и конструктивно встроенным в корпус ионоселективного электрода внутренним электродом сравнения (рис. 1).

Возникающая между электродами э.д.с. обусловлена суммарным дейст­вием химических и электрохимических сил.

Разность потенциалов индикаторного электрода и электрода сравнения является мерой концентрации определяемой частицы. С изменением концентрации частицы, принимающей участие в реакции на поверхности индикаторного электрода, меняется э.д.с. цепи. Электродную функцию, как впервые показал Нернст, можно описать с помощью линейного уравнения:

E = E0 + S∙lga, (1)

где E — разность потенциалов между индикаторным электродом и элек­тродом сравнения, мВ;

Е0 — константа, зависящая в основном от свойств электрода сравне­ния;

а — активность иона ( в раз- бавленных растворах активность равна концентрации С, в иных случаях пропорциональна кон- центрации: а = γ∙С);

S — нернстовский угловой коэффициент

S = 2,3∙R∙T/Z∙F, мВ;

R- газовая постоянная;

T — температура, К;

F — число Фарадея (заряд грамм-эквивалента ионов);

Z — заряд иона.

Случай, когда в растворе присутствуют ионы одного вида, является идеальным. При практическом анализе всегда надо учитывать влияние примесей. Электродно-активные примеси — вещества, вносящие, наряду с определяемым ионом, вклад в потен­циал ионоселективного электрода. Электродно-неактивные примеси — вещества, взаимодей-ствующие с опре­деляемым ионом и снижающие его активность (концентрацию) в измеряемом растворе.

Влияние электродно-активных примесей можно приближенно описать уравнением Никольского, вытекающим из уравнения Нернста (1):

E = E0 + S∙lg(aA + K∙aB), (2)

где аA — активность определяемого иона A;

аB — активность мешающего иона;

К — коэффициент селективности по отношению к иону В.

Уравнение Никольского описывает ситуацию, когда ионы примеси дают вклад в образование потенциала на мембране по такому же механизму, как и определяемые ионы.

Коэффициент селективности — это количественная характери­стика избирательности электрода. Чем меньше коэффициент селективности, тем выше избирательность электрода к ионам, для которых он предназначен. Если коэффициент селективности составляет, например, 10-3, то опреде­ляемый ион фиксируется в 1000 раз чувствительнее, чем мешающий ион. Это следует понимать таким образом, что при К=10-3 можно определять концен­трацию ионов А в присутствии почти 1000-кратного избытка ионов В. Если ко­эффициент селективности К = 1 , то мешающие и определяемые ионы вносят одинаковый вклад в электродный потенциал.

Если коэффициент селективности больше единицы, то мешающий ион определяется предпочтительнее, чем ион, для которого предназначался электрод. Такой вариант реализуется почти у всех Са-электродов, которые к Zn++ чувствительнее в 3 раза.

В тех случаях, когда исследуемый раствор содержит мешающие ионы в очень большом количестве, предварительно понижают их концентрацию химическим осаждением, комплексообразованием или другими подобными операциями.

Имеются две группы методов определения коэффициента селективности: первая — на основе отдельных растворов, один из которых содержит только ионы А, а другой — только ионы В; вторая — определение с помощью смешанных растворов.

<< Первая < Предыдущая 1 2 Следующая > Последняя >>

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *