Релейная защита

Поляризованные реле являются разновидностью электромаг­нитных конструкций. В отличие от рассмотренных выше электро­магнитных реле якорь поляризованного реле находится под воздей­ствием двух магнитных потоков, из которых один создается током, питающим обмотку реле, а второй — постоянным магнитом. (Маг­нитный поток обмотки называется рабочим, а постоянного магнита — поляризующим. Поляризованные реле выполняются в двух вариан­тах: с дифференциальной магнитной системой и мостовой.

Обе конструкции состоят из сердечника /, обмотки 2, постоянного магнита 3, якоря 4 и контактной системы 5 (рис. 2-26).

Рассмотрим принцип действия реле на примере более простой дифференциальной системы (рис. 2-26). Поляризующий магнитный поток Ф„ постоянного магнита выходит из северного полюса N и разветвляется на две части Ф„_а и Ф_п$, замыкающиеся через воздуш­ные зазоры б_а и бб и соответствующие половины сердечника /. Обмотка 2, обтекаемая током /_р, создает рабочий магнитный по­ток Ф_р, который замыкается по сердечнику /.

Для простоты рассмотрения часть магнитного потока, ответв­ляющаяся через якорь, не учитывается. В воздушном зазоре б_д магнитные потоки Ф„ и Ф_р суммируются, а в бе вычитаются, образуя результирующие магнитные потоки:

Под воздействием магнитного потока Ф_а якорь притягивается к левому полюсу а с силой F_a = АФа- Силе F_a противодействует сила Fe = ЬФ& стремящаяся притянуть якорь к правому полюсу б.

При определенном токе /_р 5= /_е._Р магнитный поток Ф_в стано­вится больше магнитного потока Ф$, сила F_a > Fe и якорь реле отклоняется влево, к полюсу а.

При изменении направления тока /_р поток Ф_р также меняет свое направление, вследствие чего в зазоре 6_а возникает разность магнит­ных потоков, а в зазоре Ьо их  сумма.   Тогда при /_р S* /_С._Р поток Фб > Ф_в. сила Fo^> F_a и якорь реле отклоняется вправо. Таким образом, благодаря наличию поляризующего потока реле стано­вится направленным и реагирует не только на величину тока, но и на его направление (полярность).

Аналогичным образом  работает реле и с  мостовой  магнитной системой, приведенное на рис. 2-26, б.

При питании реле переменным током якорь реле вибрирует, следуя за изменением направления тока. По этой причине поляри­зованные реле не пригодны для работы на переменном токе.

Поляризованные реле могут выполняться с односторонним и двусторонним действием, с фиксацией и без фиксации начального положения якоря. Реле одно­стороннего действия с фиксацией начального положения якоря показано на рис. 2-26, а, б. У этого реле упоры 6, ограничивающие ход якоря, устанавлива­ются так, чтобы при любом положении якоря преобладало влияние одного из полюсов, например правого б. Для этой цели зазор 6„ взят больше 6_б. Тогда при отсутствии тока /_р поляризующий магнитный поток Ф_пб > Ф_1Ш, соответственно сила Fq > F_a и якорь реле прижимается к правому упору под действием пре­обладающей силы Fq. При появлении /_р > /_с._р якорь отклоняется влево, замыкая контакты реле. После исчезновения тока /_р якорь возвращается под действием поляризующего поля в начальное положение.

Такая регулировка называется настройкой с «преобладанием». Реле подобного типа наиболее часто применяется в схемах защиты.

Если упоры 6 расположить симметрично по отношению к среднему положению якоря в зазоре (рис. 2-26, в)_ф то такая регулировка называется нейтральной . В зависимости от направления /_р якорь отклоняется вправо или влево, замыкая соответствующие контакты реле. При исчезновении /_р якорь остается в том положении, в каком он находился при действии /_р. Следовательно, такое реле работает как реле двустороннего действия, но не имеет фиксированного начального положения   якоря.

Поляризованные реле обладают важными преимуществами, к которым следует отнести: 1) высокую чувствительность и малое потребление,  достигающее  при  минимальном  токе  срабатывания и зазоре между контактами около 0,5 мм, примерно 0,005 Вт; 2) высокую кратность тока термической стойкости, равную (20 + 50) /₀. ».к«я. У обычных электромагнитных роде термическая кратность не превышает 1,5 /с.р.мин; 3) быстроту действия, которая достигает 0,005 С.

Недостатками поляризованных реле являются: малая мощ­ность контактов; небольшой зазор между ними, от 0,1 до 0,5 мм, и относительно невысокий коэффициент возврата.

Поляризованные реле применяются в схемах релейной защиты как вспомогательные реле постоянного тока при необходимости быстродействия и высокой чувствительности, а также в качестве реагирующих (исполнительных) органов в схемах реле на вы­прямленном токе.