Порядок виконання роботи. Дослідження реле частоти

Лабораторна робота №3

Дослідження реле частоти

Мета роботи

Вивчити будову, принцип дії і схеми підключення реле частоти типу РЧ‑1. Навчитися правильно виставляти уставки на частоту спрацювання і повернення.

2. Теоретичні відомості

Реле частоти є одним з основних елементів пристроїв протиаварійної автоматики енергосистем і призначений для контролю частоти мережі.

Для живлення реле від контролюючої мережі змінного струму або від джерела оперативного змінного струму призначений допоміжний пристрій типу ВУ-3.

Реле мають типи та номінальні дані відповідно з вказаними у табл. 1.

Таблиця 1

Реле допускають можливість живлення схеми реле як від постійного, так і змінного оперативного струму. Принципова електрична схема реле приведена на рис. 1.

Реле забезпечують можливість зміни уставок на частоту спрацювання і повернення ступенями в 1 Гц і плавно в межах кожного ступеня.

Реле типу РЧ-1 має три уставки на час спрацювання 0,15; 0,3 і 0,5 с.

Час повернення – не більше 0,15 с.

Допустимі зміни напруги контролюючої мережі, допоміжних кіл реле і похибка реле на частоту спрацювання при одночасній зміні напруг контролюючої мережі і допоміжних кіл реле не перевищують величин, вказаних у табл. 2.

Різниця між частотою спрацювання реле і частотою повернення не більше 0,05 Гц на будь-якій уставці (при відключеному колі повернення).

Зміни частоти спрацювання при зміні температури навколишнього середовища при номінальних значеннях напруг контролюючої мережі та оперативного струму:

а) від 0 до 40° С – не більше 0,2 Гц;

б) від мінус 20 до 40° С – не більше 0,25 Гц;

в) від мінус 40 до 40° С – не більше 0,35 Гц;

г) від 20 до 40° С – не більше 0,1 Гц.

Таблиця 2

Кола змінного струму реле і пристрою повинні витримувати без пошкодження на протязі 10 с підвищення напруги до 1,5 U_н.

Кола постійного струму реле і кола змінного струму реле і пристрою повинні витримувати тривалий проміжок часу напругу 1,1 U_н.

Блок-схема реле представлена на рис. 2, час-імпульсні діаграми, що пояснюють принцип дії реле типу РЧ-1 – на рис. 3.

Т – вхідний трансформатор;

Ф – фільтр;

ЧЕ1, ЧЕ2 – частотозалежні елементи;

АП – активний подільник;

ФП1, ФП2 – формуючі пристрої;

ПО – пусковий орган;

ЛЕ – логічний елемент;

РІ – розширювач імпульсів;

ВО – виконавчий орган;

К – контакти ЧАВП;

ПТ – перетворювач тривалості імпульсу.

Схема реле реагує на зміну кута між двома напругами, що залежить від частоти. Подана на реле напруга поступає на частотно-залежну (фазозміщуючу) схему (рис. 4) і на активний подільник, з яких знімаються дві напруги U ­₁ та U ₂, які перетворюють у подальшому в імпульси.

Напруга U ­₁, що знімається з частотнозалежного елемента, перетворюється в прямокутний імпульс з тривалістю, близькою до півперода U_{ф 1}, а напруга з активного подільника U ­₂ – спочатку в прямокутний імпульс U_{ф 2}, а потім в короткий імпульс U_д. Імпульси U_{ф 1} та U_д подаються на логічний елемент Л. Логічний елемент виконаний так, що через нього може проходити імпульс U_д (позначений після проходження логічного елемента як U¢_д) тільки у випадку відсутності на вході логічного елемента імпульсу U_{ф 1}. При наявності на вході імпульсу U_{ф 1} проходження через логічний елемент імпульсу U_д блокується. При частоті мережі вище частоти уставки спрацьовує реле (для реле пониження частоти) кут між напругами U ₁ і U ₂ такий, що імпульс U_д попадає на логічний елемент раніше імпульсу U_{ф 1}, проходить через логічний елемент і далі у вигляді імпульсу U¢_д попадає на розширювач імпульсів. Розширювач імпульсів виконаний так, що при подачі на його вхід імпульсів, на виході його напруга U_рі рівна нулю. Таке виконання схеми дозволяє підвищити її завадостійкість, виключити хибні спрацьовування реле при випадкових імпульсах на вході.

При f_c, менше або рівною f_ср кут між напругами змінюється, на логічний елемент попадає перший імпульс U_{ф 1}, блокуючи проходження імпульсу U_д. Відсутність імпульсу на вході розширювача імпульсів приводить до появи на його виході напруги U_рі і спрацюванню виконавчого органу.

Для виключення хибного спрацювання реле при зникненні напруги контролюючої мережі в схему введений пусковий орган ПО, що приводить в дію розширювач імпульсів тільки при наявності напруги контролюючої мережі.

Для отримання можливості повернення реле при іншій частоті, що відрізняється від частоти спрацювання реле, передбачений додатково частотнозалежний елемент, виконаний на дроселі 2 L і конденсаторах 2 С і 3 С, які підключаються при замиканні кола між клемами 5 і 6 реле.

На лицьовій стороні панелі реле є кнопка “ S ”, натиснення на яку приводить до спрацювання реле незалежно від величини уставки, і служить для випробовування його дієздатності.

f _­1 – уставки на частоту спрацювання реле.

f ­₂ – уставки на частоту повернення реле.

Програма роботи

3.1. Вивчити будову, структурну схему і принцип дії реле частоти.

3.2. Підключити реле частоти до мережі і перевірити його дієздатність.

3.3. Визначити точність частоти спрацювання і повернення реле частоти згідно виставлених уставок на передній панелі.

3.4. Визначити вплив вхідної напруги на частоту спрацювання.

4. Опис лабораторної установки

Лабораторна установка складається з реле частоти РЧ‑1, частотоміра ЧЗ‑33, вольтметра і генератора низької частоти (рис. 4.1). Основні робочі клеми РЧ‑1 виведені на панель стенда.

Передня панель реле з межами уставок за частотою спрацювання f ₁, частотою повернення f ₂ і часом спрацювання t_s представлена на рис. 4.2.

Порядок виконання роботи

5.1. Для перевірки дієздатності реле зібрати схему згідно рис. 5.1.

Увага! Дати перевірити схему викладачеві.

5.2. Увімкнути генератор ГНЧ і виставити напругу частотою 50 Гц і діючим значенням 100 В, контролюючи ці вхідні параметри, відповідно, частотоміром PF і вольтметром PV.

5.3. Увімкнути автоматичний вимикач QF (рис. 5.1) на стенді. Натиснути кнопку S на панелі уставок реле (рис. 4.2). При правильному підключенні до мережі і справності реле повинно відбутися його спрацювання, тобто замикання вихідних контактів KF.

5.4. Для перевірки точності частоти спрацювання необхідно на передній панелі реле (рис. 4.2) уставку повернення f ₂ виставити в максимальне положення. Виставити уставку спрацювання f ₁ в максимальне положення, але f ­₁ < f ₂.

5.5. Увімкнути вимикач QF і зменшувати частоту вихідної напруги ГНЧ до спрацювання реле. Дані записати в табл. 5.1. Вимкнути вимикач QF.

Таблиця 5.1

5.6. Зменшити уставку спрацювання на 1,0...1,2 Гц і повторити дії згідно п.5.5.

5.7. Для перевірки точності частоти повернення уставку спрацювання f ₁ виставити в мінімальне положення. Замкнути контакти 5 і 6 реле (контакти ЧАВП). Виставити уставку повернення f ₂ в максимальне положення (за вказівкою викладача).

5.8. Увімкнути вимикач QF і збільшувати частоту вихідної напруги до повернення реле, тобто розмикання контактів KF 2 і 4. Дані записати в табл. 5.2. Вимкнути вимикач QF.

Таблиця 5.2

5.9. Зменшити уставку повернення на 1,0...1,2 Гц і повторити дії згідно п.5.8.

5.10. Для визначення впливу вхідної напруги на частоту спрацювання виставити одну із уставок спрацювання f ₁, але за умови f ­₁ < f ₂. Встановити максимально допустиму вхідну напругу згідно технічної інструкції на РЧ‑1 з частотою f_вх > f _{1 уст} (за вказівкою викладача).

5.11. Зменшуючи частоту вхідної напруги досягти спрацювання реле при даній вхідній напрузі. Дані записати в табл. 5.3.

Таблиця 5.3

5.12. Після спрацювання реле підвищити частоту вхідної напруги, тобто привести реле до стану відпускання. Зменшити вхідну напругу і провести дії аналогічні п.5.11.

5.13. За даними значень частот спрацювання і повернення згідно табл. 5.1, 5.2 і 5.3 зробити відповідні висновки.

6. Контрольні запитання

6.1. Призначення реле частоти РЧ‑1.

6.2. На чому заснований принцип роботи реле частоти?

6.3. З яких основних структурних елементів складається реле частоти?

6.4. Які основні технічні параметри реле частоти типу РЧ‑1?

6.5. Яке призначення уставок на частоту повернення реле?

6.6. Яке призначення клем 5 і 6 – “до контактів ЧАВП”?

6.7. Як схематично реалізується зміна уставок спрацювання реле за частотою?

6.8. Як схематично реалізується зміна часу спрацювання реле?

6.9. Нарисувати електричну схему вмикання реле в мережу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: