Das Konzept des "Stromrelais" ist in der Elektrotechnik weit verbreitet, und dieses Gerät selbst ist ein wesentlicher Bestandteil der meisten Schutzvorrichtungen: automatische Vorrichtungen, Auslösevorrichtungen und dergleichen. Die Konstruktionsmerkmale und das Funktionsprinzip solcher Relais sind nicht nur für Anfänger, sondern auch für einen erfahrenen Spezialisten wichtig zu kennen und zu verstehen. Zuallererst müssen Sie sich jedoch mit dem Gerät dieses Schaltelements sowie mit der ganzen Vielfalt seiner Typen und Typen befassen.
Aktuelles Relaisgerät
Am bequemsten ist es, sich mit den Konstruktionsmerkmalen und dem Funktionsprinzip des Stromrelais (TR) seiner gängigsten Variante - einem elektromagnetischen Gerät - vertraut zu machen.
Im Gegensatz zu Induktions- und elektronischen Analoga können Sie mit dem Gerät des elektronischen Schutzgeräts visualisieren, wie es funktioniert.
Jedes Halbleiterrelais enthält die folgenden erforderlichen Elemente:
- Magnetkern (Kern), bestehend aus 2 Teilen und mit einem konstanten oder einstellbaren Luftspalt.
- Rahmen mit einer Spule an einem festen Teil des Kerns.
- Eine Feder, die auf ihre bewegliche Hälfte gelegt wird und einen Moment der Reaktion erzeugt, wenn das Relais aktiviert wird.
Zusätzlich zu diesen Knoten enthält es Hilfselemente, die die Funktionalität des Systems erhöhen.
Funktionsprinzip
Die elektromagnetische Vorrichtung wird durch die elektronische Verbindung ausgelöst, die durch den Durchgang von Wechselstrom durch die Spule hergestellt wird und die Anziehung beider Hälften des Kerns verursacht. In dieser scheinbar einfachen Aktion sind einige Nuancen verborgen:
- Die am beweglichen Teil verfügbare Feder wirkt der Konvergenz seiner beiden Hälften entgegen.
- Es ist möglich, seinen Widerstand nur mit einer bestimmten Stromstärke in der Spule zu überwinden;
- Dieser Wert ist die Hauptanzeige, die den Betrieb des Stromrelais kennzeichnet.
Wenn ein Strom in der Spule im Kern auftritt, wird eine EMF induziert, wodurch die Hälften angezogen werden, aber nicht vollständig - die Feder verhindert, dass sie dies tun. Wenn es einen bestimmten Wert erreicht, wird der EMF so groß, dass er seinen Widerstand überwindet.
Um das System wieder in seine ursprüngliche Position zu bringen, muss der Strom im Relais abhängig vom Rückführungskoeffizienten auf einen bestimmten Wert reduziert werden. Diese Anzeige ist mit den Konstruktionsmerkmalen von Strom- und Spannungsrelais verknüpft und für jedes einzeln konfiguriert. Dazu reicht es aus, die Federspannung einzustellen, was unabhängig erfolgen kann.
Zweck und Verbindungsmethoden
TR ist die Hauptkomponente aller in Stromkreisen installierten Schutzvorrichtungen. Auf dieser Grundlage müssen die Merkmale der Anwendung des Geräts berücksichtigt werden.
Sein Hauptzweck besteht darin, als ausführendes Element bei der Zusammensetzung von Leistungsschaltern, Fehlerstromschutzschaltern und vielen ähnlichen Vorrichtungen zu dienen. Dementsprechend wird der Anwendungsbereich zusammen mit den oben angegebenen Geräten festgelegt.
- Stromkreise von Hochspannungsleitungen und deren Schutzausrüstung.
- Schalttafeln, in denen TRs separat oder als Teil anderer Geräte enthalten sind.
- Einphasige Haushalts-Eingänge und Verteilungsgeräte (linear), die in den Hausschildern installiert sind.
Entsprechend dem Zweck der Schaltgeräte werden Schemata für deren Einbeziehung ausgewählt.
Es können verschiedene Methoden verwendet werden, um den Relais-Leistungsschalter an vorhandene Netze oder andere Stromkreise anzuschließen.Sie unterscheiden sich in der Art der zu schützenden Ausrüstung:
- Drehstrom-Asynchronmotoren;
- Verbraucher in 380-Volt-Stromnetzen;
- Lasten, die am Ausgang von Stromkreisen mit einer Versorgungsspannung von 220 Volt angeschlossen sind.
Gemäß dem ersten dieser Absätze werden TPs als elektronische Auslöseeinheiten verwendet, die den Stromkreis trennen, wenn die Betriebsströme einen akzeptablen Wert überschreiten. Wenn sie in dreiphasigen Schaltkreisen installiert sind, erfüllen sie dieselbe Funktion, jedoch in einem breiteren Funktionsumfang. Als Releases sind sie Teil leistungsstarker Schützgeräte und elektronischer Starter.
Relais, die in einführenden (linearen) Maschinen und RCDs installiert sind, haben einen etwas anderen Zweck. Hier erfüllen sie die Funktion empfindlicher Elemente, die eine Auslösung durch Stromabschaltung (Sollwert) ermöglichen. Beim Einschalten sind sie auf extreme Betriebsarten wie Überstrom, Kurzschluss und Leckage eingestellt.
Nach der in der Elektrotechnik akzeptierten Terminologie sind sie in den ersten beiden Fällen logisch als Maximalstromrelais positioniert.
In den Schutzkreisen von Elektromotoren sind neben Trennrelais bistabile thermische Elemente auf bipolaren Federn installiert. Sie bieten eine gewisse Verzögerung, die es ermöglicht, die Stromversorgung unter Startbedingungen nicht von den Wicklungen zu trennen.
Arten von TR
Alle bekannten Stromrelaisproben werden nach folgenden Kriterien klassifiziert:
- gemäß der Installationsmethode (Anschlussplan);
- für den beabsichtigten Zweck;
- bei Ausführung (Änderung).
Entsprechend der ersten dieser Funktionen werden vorhandene TP-Modelle in Direktmontagevorrichtungen und indirekte Schaltvorrichtungen (über Stromwandler) unterteilt. Sie sind konstruktionsbedingt in integrierte Geräte unterteilt und werden als separates Modul ausgeführt, das auf einer DYN-Schiene installiert ist.
Wie vorgesehen werden sie in Form von Produkten hergestellt, die für folgende Zwecke verwendet werden:
- Schutz gegen einphasige Kurzschlüsse;
- Strombegrenzung in umgekehrter Reihenfolge;
- als Differentialschutz;
- in Form von ferngesteuerten unabhängigen Modulen.
Zur direkten und indirekten Einbeziehung
Geräte, die gemäß den Gebrauchsanweisungen für den direkten Anschluss vorgesehen sind, werden mit einer effektiven Spannung von bis zu 1000 Volt und einem begrenzten Stromwert im Netzwerk installiert. Aufgrund seiner signifikanten Amplitude ist die Einbeziehung in einen Stromkreis nicht akzeptabel, da das Relais nicht für den Leistungsbetrieb ausgelegt ist. In diesem Fall wird ein Stromwandler benötigt, mit dem der Wert des geregelten Wertes um ein Vielfaches reduziert werden kann. In dreiphasigen Netzen werden solche Relais in jeder Phase in Reihe mit einer bereits angeschlossenen Last installiert.
Mit dieser Schaltungslösung arbeitet das System in einem Modus nahe einem für den Betrieb gefährlichen Kurzschluss.
Wenn Sie das Relais zerlegen müssen, kann der Stromwandler beschädigt werden und es besteht eine Gefahr für das an der Leitung arbeitende Personal. Daher muss vor dem Betriebsschalten in solchen Schaltkreisen ein Jumper anstelle des Geräts eingesetzt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Netzwerk vollständig zu trennen und das Gerät in den Überholungsmodus zu versetzen.
Differentialschutz und Strombegrenzung
Der Betrieb von Stromrelais als Teil von FI-Schutzschaltern und Leistungsschaltern ist ein klassisches Beispiel für die Implementierung ihrer Funktionen. In diesem Fall arbeiten sie in den üblichen Modi für elektrische Systeme, die mit dem Reagieren auf den kleinsten Stromverlust (RCD) und dem Auslösen bei Überlastungen in den Schaltkreisen verbunden sind. Die letztere Funktion wird als Strombegrenzung klassifiziert, wodurch der Ausfall der angeschlossenen Geräte und des Versorgungskreises selbst vermieden wird.
Moderne Arten von Stromrelais
Es sind die "fortschrittlichen" Arten von Spannungs- und Stromrelais bekannt, die gemäß ihren Fähigkeiten üblicherweise als intellektuelle Proben von Steuergeräten klassifiziert werden.Solche Geräte verfügen über eine Reihe von Zusatzoptionen, die ihre Funktionalität erheblich erweitern. Dies ist eine Anzeige, mit der Sie die Funktionsfähigkeit des Geräts überprüfen und Informationen zu den Spannungs- und Stromwerten lesen können (diese werden auf der eingebauten Anzeige des Geräts angezeigt).
Alle beschriebenen Merkmale beziehen sich auf die Vorteile von Stromrelais. Ihre Nachteile werden für jede spezifische Art der Einbeziehung separat bestimmt.
