Koncepcja „przekaźnika prądowego” jest szeroko stosowana w elektrotechnice, a sama jednostka jest obowiązkowym elementem większości urządzeń ochronnych: urządzeń automatycznych, urządzeń wyzwalających i tym podobnych. Cechy konstrukcyjne i zasada działania takich przekaźników są ważne, aby poznać i zrozumieć nie tylko początkującego, ale także doświadczonego specjalistę. Ale przede wszystkim musisz poradzić sobie z urządzeniem tego elementu przełączającego, a także z całą gamą jego rodzajów i typów.
Przekaźnik prądu
Najwygodniej jest zapoznać się z cechami konstrukcyjnymi i zasadą działania przekaźnika prądowego (TR) na jego najczęstszej odmianie - urządzeniu elektromagnetycznym.
W przeciwieństwie do indukcji i analogów elektronicznych, urządzenie elektronicznego urządzenia ochronnego umożliwia wizualizację jego działania.
Każdy przekaźnik prądu półprzewodnikowego zawiera następujące wymagane elementy:
- Rdzeń magnetyczny (rdzeń), składający się z 2 części i ze stałą lub regulowaną szczeliną powietrzną.
- Rama z cewką umieszczoną na stałej części rdzenia.
- Sprężyna umieszczona na swojej ruchomej połowie i tworząca moment reakcji, gdy przekaźnik jest aktywowany.
Oprócz tych węzłów zawiera elementy pomocnicze, które zwiększają funkcjonalność systemu.
Zasada działania
Urządzenie elektromagnetyczne jest wyzwalane przez połączenie elektroniczne utworzone przez przepływ prądu przemiennego przez cewkę i powodujące przyciąganie obu połówek rdzenia. W tej pozornie prostej akcji ukryte są niektóre niuanse:
- sprężyna dostępna na części ruchomej przeciwdziała zbieżności jej dwóch połówek;
- Możliwe jest pokonanie jego rezystancji tylko przy pewnej sile prądu w cewce;
- ta wartość jest głównym wskaźnikiem charakteryzującym działanie przekaźnika prądowego.
Kiedy w cewce w rdzeniu pojawia się prąd, indukowane jest pole elektromagnetyczne, przez co połówki są przyciągane, ale nie całkowicie - sprężyna uniemożliwia im to. Kiedy osiągnie określoną wartość, pole elektromagnetyczne staje się tak duże, że pokonuje swój opór.
Aby przywrócić system do pierwotnej pozycji, prąd w przekaźniku musi zostać zredukowany do pewnej wartości, w zależności od współczynnika powrotu. Ten wskaźnik jest powiązany z cechami konstrukcyjnymi przekaźników prądowych i napięciowych i jest indywidualnie konfigurowany dla każdego z nich. Aby to zrobić, wystarczy wyregulować napięcie sprężyny, co można zrobić niezależnie.
Cel i metody połączenia
TR jest głównym składnikiem wszystkich urządzeń ochronnych zainstalowanych w obwodach energetycznych. Na tej podstawie należy wziąć pod uwagę funkcje aplikacji urządzenia.
Jego głównym celem jest pełnienie roli elementu wykonawczego w składzie wyłączników, wyłączników różnicowoprądowych i wielu podobnych urządzeń. Zgodnie z tym określa się zakres ich zastosowania w połączeniu z powyższymi urządzeniami.
- Obwody energetyczne linii wysokiego napięcia i ich wyposażenie ochronne.
- Przełączanie tablic rozdzielczych, w których TR są zawarte osobno lub jako część innych urządzeń.
- Jednofazowe wejścia i urządzenia gospodarstwa domowego (liniowe) zainstalowane w osłonach domowych.
Zgodnie z przeznaczeniem urządzeń przełączających wybiera się schematy ich włączenia.
Można zastosować kilka metod podłączenia wyłącznika przekaźnikowego do istniejących sieci lub innych obwodów.Różnią się rodzajem chronionego sprzętu:
- trójfazowe silniki asynchroniczne;
- odbiorcy wchodzący w skład sieci elektroenergetycznych 380 woltów;
- obciążenia podłączone na wyjściu obwodów o napięciu zasilania 220 woltów.
Zgodnie z pierwszym z tych akapitów TP są używane jako elektroniczne wyzwalacze, które odłączają obwód, gdy prądy robocze przekroczą dopuszczalny poziom. Po zainstalowaniu w obwodach trójfazowych pełnią tę samą funkcję, ale mają szerszy zakres funkcjonalności. W wydaniach są one częścią potężnych urządzeń stycznikowych i elektronicznych rozruszników.
Przekaźniki zainstalowane w maszynach wprowadzających (liniowych) i wyłącznikach RCD mają nieco inny cel. Tutaj spełniają one funkcję elementów wrażliwych, które zapewniają wyzwalanie przez prąd odcięcia (wartość zadaną). Po włączeniu są dostrojone do ekstremalnych trybów pracy, takich jak przetężenie, zwarcie i upływ.
Zgodnie z terminologią przyjętą w elektrotechnice, w pierwszych dwóch przypadkach są one logicznie ustawione jako przekaźnik maksymalnego prądu.
W obwodach ochronnych silników elektrycznych, wraz z przekaźnikami odłączającymi, na sprężynach bipolarnych instalowane są bistabilne elementy termiczne. Zapewniają pewne opóźnienie, które pozwala nie usuwać zasilania z uzwojeń w warunkach rozruchowych.
Rodzaje TR
Wszystkie znane próbki przekaźników prądu są klasyfikowane zgodnie z następującymi kryteriami:
- zgodnie z metodą instalacji (schemat połączeń);
- zgodnie z przeznaczeniem;
- na wykonanie (modyfikacja).
Zgodnie z pierwszą z tych funkcji, istniejące modele TP są podzielone na urządzenia do bezpośredniego montażu i pośrednie urządzenia przełączające (poprzez przekładniki prądowe). Z założenia są one podzielone na wbudowane urządzenia i wykonywane jako oddzielny moduł zainstalowany na szynie DYN.
Zgodnie z przeznaczeniem są one wytwarzane w postaci produktów wykorzystywanych do następujących celów:
- ochrona przed zwarciami jednofazowymi;
- ograniczenie prądu w sekwencji odwrotnej;
- jako ochrona różnicowa;
- w formie zdalnie sterowanych niezależnych modułów.
Do włączenia bezpośredniego i pośredniego
Urządzenia przeznaczone do bezpośredniego połączenia, zgodnie z instrukcją użytkowania, są instalowane w sieci o skutecznym napięciu do 1000 woltów i ograniczonej wartości prądu. Ze względu na znaczną amplitudę włączenie do przerwy w obwodzie jest niedopuszczalne, ponieważ przekaźnik nie jest przeznaczony do zasilania. W takim przypadku wymagany będzie przekładnik prądowy, umożliwiający kilkakrotne zmniejszenie wartości kontrolowanej wartości. W sieciach trójfazowych takie przekaźniki są instalowane w każdej fazie szeregowo z już podłączonym obciążeniem.
Dzięki takiemu rozwiązaniu układ działa w trybie zbliżonym do zwarcia niebezpiecznego dla działania.
Jeśli musisz zdemontować przekaźnik, transformator prądowy może zostać uszkodzony i istnieje niebezpieczeństwo dla personelu pracującego na linii. Dlatego przed przełączeniem operacyjnym w takich obwodach należy umieścić zworkę w miejscu urządzenia. Inną opcją jest całkowite odłączenie sieci i przełączenie sprzętu w tryb remontu.
Zabezpieczenie różnicowe i ograniczenie prądu
Działanie przekaźników prądowych w ramach wyłączników RCD i wyłączników jest klasycznym przykładem realizacji ich funkcji. W tym przypadku działają one w zwykłych trybach dla układów elektrycznych związanych z reagowaniem na najmniejszy upływ prądu (RCD) i wyzwalaniem podczas przeciążeń w obwodach. Ta ostatnia funkcja jest klasyfikowana jako ograniczająca prąd, eliminująca awarię podłączonego sprzętu i samego obwodu zasilania.
Nowoczesne typy przekaźników prądowych
Znane są „zaawansowane” typy przekaźników napięcia i prądu, które zgodnie z ich możliwościami są zwykle klasyfikowane jako próbki intelektualne urządzeń sterujących.Takie urządzenia mają wiele pomocniczych opcji, które znacznie rozszerzają ich funkcjonalność. Jest to wyświetlacz, za pomocą którego można zweryfikować działanie urządzenia, a także odczytać informacje o wartościach napięcia i prądu (są one wyświetlane na wbudowanym wskaźniku urządzenia).
Wszystkie opisane funkcje dotyczą zalet obecnych przekaźników. Ich wady określa się osobno dla każdego określonego rodzaju włączenia.
