Koncept "tokovnega releja" je zelo razširjen v elektrotehniki, sama enota pa je obvezna sestavina večine zaščitnih naprav: odklopnikov, odklopnih naprav in podobno. Konstrukcijske značilnosti in načelo delovanja takšnih relejev je pomembno poznati in razumeti ne le za začetnika, ampak tudi za izkušenega strokovnjaka. Najprej pa boste morali razumeti strukturo tega preklopnega elementa, pa tudi vso raznolikost njegovih vrst in vrst.
Tokovna relejna naprava
Najbolj priročno je, da se seznanite s konstrukcijskimi značilnostmi in načelom delovanja tokovnega releja (CR) z uporabo njegove najpogostejše vrste - elektromagnetne naprave.
Za razliko od indukcijskih in elektronskih analogov vam zasnova elektronske zaščitne naprave omogoča vizualizacijo njenega delovanja.
Vsak polprevodniški tokovni rele vsebuje naslednje obvezne elemente:
- Magnetno jedro (jedro), sestavljeno iz 2 delov in ima konstantno ali nastavljivo zračno režo.
- Okvir s tuljavo, ki se nahaja na mirujočem delu jedra.
- Vzmet, ki je nameščena na njegovi premični polovici in ustvarja protitrenutek, ko je rele aktiviran.
Poleg naštetih komponent vključuje pomožne elemente, ki povečujejo funkcionalnost sistema.
Princip delovanja
Elektromagnetna naprava se sproži zaradi elektromagnetne povezave, ki nastane, ko skozi tuljavo teče izmenični tok in povzroči privlačnost obeh polovic jedra. To na videz preprosto dejanje skriva nekaj odtenkov:
- vzmet na gibljivem delu preprečuje, da bi se obe polovici približali druga drugi;
- njegov upor je mogoče premagati le z določeno jakostjo toka v tuljavi;
- ta vrednost je glavni indikator, ki označuje delovanje trenutnega releja.
Ko se v tuljavi pojavi tok, se v jedru inducira EMF, zaradi česar se polovice pritegnejo, vendar ne v celoti - vzmet jim to preprečuje. Ko doseže določeno vrednost, EMF postane tako velik, da premaga svoj upor.
Za vrnitev sistema v prvotni položaj bo treba tok v releju zmanjšati na določeno vrednost, odvisno od koeficienta povratka. Ta indikator je povezan s konstrukcijskimi značilnostmi tokovnih in napetostnih relejev in je prilagojen za vsakega od njih posebej. Če želite to narediti, je dovolj, da prilagodite napetost vzmeti, kar lahko storite sami.
Namen in načini povezave
TR je glavni sestavni del vseh zaščitnih naprav, nameščenih v močnostnih tokokrogih. Na podlagi tega je treba upoštevati značilnosti uporabe naprave.
Njegov glavni namen je, da služi kot izvršilni element kot del odklopnikov, naprav na diferenčni tok in številnih podobnih naprav. V skladu s tem je določen obseg njihove uporabe v povezavi z zgoraj navedenimi napravami.
- Močnostni tokokrogi visokonapetostnih vodov in zaščitna oprema, vključena v njih.
- Stikalni razdelilniki, v katerih so TR vključeni ločeno ali kot del drugih naprav.
- Gospodinjski enofazni vhodi in distribucijske (linearne) naprave, nameščene znotraj gospodinjskih plošč.
V skladu z namenom stikalnih naprav so izbrana njihova povezovalna vezja.
Za priključitev relejnega stroja na obstoječa električna omrežja ali druga vezja je mogoče uporabiti več metod. Razlikujejo se glede na vrsto zaščitene opreme:
- trifazni asinhroni motorji;
- porabniki, vključeni v električna omrežja 380 V;
- obremenitve, povezane na izhodu tokokrogov z napajalno napetostjo 220 voltov.
V skladu s prvo od teh točk se TR uporabljajo kot elektromagnetne sprostitve, ki odklopijo vezje, ko delovni tokovi presežejo dovoljeno raven. Ko so nameščeni v trifaznih tokokrogih, opravljajo enako funkcijo, vendar s širšim obsegom funkcionalnosti. Kot izpusti so del močnih kontaktorjev in električnih zaganjalnikov.
Releji, nameščeni v vhodnih (linearnih) odklopnikih in RCD, imajo nekoliko drugačen namen. Tu opravljajo funkcijo občutljivih elementov, ki zagotavljajo delovanje pri trenutnem izklopu (nastavljena točka). Ko so vklopljeni, so konfigurirani za tako ekstremne pogoje delovanja, kot so prevelik tok, kratek stik in puščanje.
Po terminologiji, sprejeti v elektrotehniki, sta v prvih dveh primerih logično postavljena kot nadtokovni rele.
V zaščitnih tokokrogih elektromotorjev so skupaj z izklopnimi releji nameščeni bistabilni termični elementi na bipolarnih vzmeteh. Zagotavljajo nekaj zakasnitve, zaradi česar ni mogoče odstraniti napajanja iz navitij med načini zagona.
Vrste TR
Vsi znani vzorci tokovnih relejev so razvrščeni po naslednjih merilih:
- po načinu namestitve (povezavni diagram);
- za predvideni namen;
- z izvedbo (modifikacijo).
V skladu s prvo od teh značilnosti so obstoječi modeli TR razdeljeni na naprave za neposredno montažo in posredne stikalne naprave (preko tokovnih transformatorjev). Glede na zasnovo jih delimo na vgradne naprave in tiste, ki so zasnovane kot samostojni modul nameščen na DYN tirnici.
Glede na predvideni namen se proizvajajo v obliki izdelkov, ki se uporabljajo za naslednje namene:
- zaščita pred enofaznimi kratkimi stiki;
- omejitev tokov negativnega zaporedja;
- kot diferencialna zaščita;
- v obliki daljinsko vodenih samostojnih modulov.
Za neposredno in posredno vključitev
Naprave, namenjene neposredni priključitvi, so v skladu z navodili za uporabo nameščene v omrežju z delovno napetostjo do 1000 voltov in z omejenim tokom. Če je njegova amplituda pomembna, je vključitev v odprt tokokrog nesprejemljiva, saj rele ni zasnovan za močne načine delovanja. V tem primeru bo potreben tokovni transformator za večkratno zmanjšanje vrednosti krmiljene spremenljivke.V trifaznih omrežjih so takšni releji nameščeni v vsaki fazi zaporedno z že priključeno obremenitvijo.
S to zasnovo vezja sistem deluje v načinu blizu kratkega stika, ki je nevaren za delovanje.
Če je treba rele odstraniti, se lahko tokovni transformator poškoduje in osebje, ki dela na liniji, je lahko ogroženo. Zato je treba pred operativnim preklopom v takih tokokrogih namestiti mostiček namesto naprave. Druga možnost je popoln izklop omrežja in preklop opreme v način remonta.
Diferencialna zaščita in omejevanje toka
Delovanje tokovnih relejev kot del RCD in odklopnikov je klasičen primer izvajanja njihovih funkcij. V tem primeru delujejo v načinih, ki so znani električnim sistemom, povezani z odzivom na najmanjše uhajanje toka (RCD) in sprožijo, ko pride do preobremenitev v tokokrogih. Slednja funkcija je razvrščena kot tokovna omejitev, ki preprečuje okvaro priključene opreme in samega napajalnega tokokroga.
Sodobni tipi tokovnih relejev
Znani so »napredni« tipi napetostnih in tokovnih relejev, ki jih zaradi svojih zmogljivosti običajno uvrščamo med inteligentne modele krmilne opreme. Takšne naprave ponujajo številne pomožne možnosti, ki znatno razširijo njihovo funkcionalnost. To je zaslon, s katerim lahko preverite delovanje naprave, kot tudi preberete informacije o vrednostih napetosti in toka (prikazane so na vgrajenem indikatorju naprave).
Vse opisane možnosti se nanašajo na prednosti tokovnih relejev. Njihove pomanjkljivosti so določene za vsako specifično vrsto vključitve posebej.
