Der Begriff "Stromrelais" ist in der Elektrotechnik weit verbreitet, und diese Einheit selbst ist obligatorischer Bestandteil der meisten Schutzgeräte: Leistungsschalter, Trennvorrichtungen und dergleichen. Es ist wichtig, die Konstruktionsmerkmale und das Funktionsprinzip solcher Relais nicht nur für einen Anfänger, sondern auch für einen erfahrenen Spezialisten zu kennen und zu verstehen. Zuallererst müssen Sie jedoch das Gerät dieses Schaltelements sowie die Vielfalt seiner Typen und Typen verstehen.
Stromrelaisgerät
Es ist am bequemsten, sich mit den Konstruktionsmerkmalen und dem Funktionsprinzip eines Stromrelais (TR) seines gängigsten Typs - einem elektromagnetischen Gerät - vertraut zu machen.
Im Gegensatz zu Induktion und elektronischen Analoga können Sie mit dem Gerät eines e / m-Schutzgeräts visualisieren, wie es funktioniert.
Jedes Halbleiterstromrelais enthält die folgenden obligatorischen Elemente:
- Magnetkreis (Kern), bestehend aus 2 Teilen und mit konstantem oder einstellbarem Luftspalt.
- Spule mit einer Spule auf dem festen Teil des Kerns.
- Auf seiner beweglichen Hälfte befindet sich eine Feder, die beim Auslösen des Relais ein Gegenmoment erzeugt.
Neben den aufgeführten Knoten enthält es Hilfselemente, die die Funktionalität des Systems erhöhen.
Funktionsprinzip
Das elektromagnetische Gerät wird durch eine e / m-Verbindung ausgelöst, die durch den Wechselstromfluss durch die Spule entsteht und die Anziehung beider Hälften des Kerns bewirkt. Diese auf den ersten Blick einfache Aktion enthält einige Nuancen:
- die Feder am beweglichen Teil wirkt der Annäherung seiner beiden Hälften entgegen;
- es ist möglich, seinen Widerstand nur bei einer bestimmten Stromstärke in der Spule zu überwinden;
- dieser Wert ist der Hauptindikator, der den Betrieb des Stromrelais charakterisiert.
Wenn in der Spule ein Strom auftritt, wird im Kern eine EMF induziert, wodurch die Hälften angezogen werden, jedoch nicht vollständig - die Feder verhindert dies. Wenn er einen bestimmten Wert erreicht, wird der EMF so groß, dass er seinen Widerstand überwindet.
Um das System in seine ursprüngliche Position zurückzubringen, muss der Strom im Relais abhängig vom Rückkehrkoeffizienten auf einen bestimmten Wert reduziert werden. Dieser Indikator ist mit den Konstruktionsmerkmalen des Relais für Ströme und Spannungen verbunden und wird für jeden von ihnen individuell konfiguriert. Dazu reicht es aus, die Federspannung einzustellen, was Sie selbst tun können.
Zweck und Verbindungsmethoden
TP ist der Hauptbestandteil aller in Stromkreisen installierten Schutzgeräte. Auf dieser Grundlage sollten die Merkmale der Verwendung des Geräts berücksichtigt werden.
Sein Hauptzweck besteht darin, als ausführendes Element in der Zusammensetzung von Leistungsschaltern, Fehlerstromschutzgeräten und vielen ähnlichen Geräten zu dienen. Dementsprechend bestimmt sich deren Anwendungsbereich in Verbindung mit den oben genannten Geräten.
- Stromkreise von Hochspannungsleitungen und die in ihrer Zusammensetzung verfügbaren Schutzeinrichtungen.
- Schaltverteiler, in die TP separat oder als Teil anderer Geräte eingebunden werden.
- Einphasige Haushaltseingänge und (lineare) Verteilungsgeräte, die in Haushaltsschirmen installiert sind.
Entsprechend dem Zweck der Schaltgeräte werden deren Schaltkreise ausgewählt.
Es können mehrere Methoden verwendet werden, um die Relaismaschine an vorhandene Stromnetze oder andere Stromkreise anzuschließen. Sie unterscheiden sich in der Art der zu schützenden Geräte:
- Drehstrom-Asynchronmotoren;
- Verbraucher, die an 380-Volt-Stromnetze angeschlossen sind;
- Lasten, die am Ausgang von Stromkreisen mit einer Versorgungsspannung von 220 Volt angeschlossen sind.
Gemäß dem ersten dieser Absätze werden TR als e / m-Auslöser verwendet, die den Stromkreis abschalten, wenn die Betriebsströme den zulässigen Wert überschreiten. Beim Einbau in Drehstromkreise erfüllen sie die gleiche Funktion, jedoch mit einem erweiterten Funktionsumfang. Als Auslöser sind sie Bestandteil von leistungsstarken Schützgeräten und e/m-Startern.
Relais, die in (linearen) Eingangsmaschinen und RCDs installiert sind, haben einen etwas anderen Zweck. Hier übernehmen sie die Funktion von Fühlerelementen, die eine Stromabschaltung (Sollwert) ermöglichen. Beim Einschalten werden sie auf die begrenzenden Betriebsarten wie Überstrom, Kurzschluss und Leckage eingestellt.
Nach der in der Elektrotechnik akzeptierten Terminologie werden sie in den ersten beiden Fällen logischerweise als Überstromrelais positioniert.
In den Schutzschaltungen von Elektromotoren sind neben Trennrelais bistabile Thermoelemente auf bipolaren Federn eingebaut. Sie sorgen für eine gewisse Verzögerung, die es ermöglicht, die Stromversorgung im Startmodus nicht von den Wicklungen zu trennen.
Arten von TR
Alle bekannten Muster von Stromrelais werden nach folgenden Kriterien klassifiziert:
- nach der Installationsmethode (Anschlussplan);
- für den vorgesehenen Zweck;
- durch Ausführung (Änderung).
Entsprechend dem ersten dieser Merkmale werden die bestehenden TR-Modelle in Direkteinbaugeräte und indirekt schaltende Geräte (durch Stromwandler) unterteilt. Sie sind konstruktionsbedingt in Einbaugeräte unterteilt und als separates Modul zur Montage auf einer DYN-Schiene konzipiert.
Sie werden ihrem Verwendungszweck entsprechend in Form von Produkten hergestellt, die für folgende Zwecke verwendet werden:
- Schutz gegen einphasige Kurzschlüsse;
- Begrenzung von Gegensystemströmen;
- als Differentialschutz;
- in Form von ferngesteuerten unabhängigen Modulen.
Zur direkten und indirekten Inklusion
Geräte, die gemäß der Gebrauchsanweisung für den direkten Anschluss bestimmt sind, werden in einem Netz mit einer effektiven Spannung von bis zu 1000 Volt und einem begrenzten Stromwert installiert. Mit seiner erheblichen Amplitude ist die Aufnahme in eine Stromkreisunterbrechung nicht akzeptabel, da das Relais nicht für Leistungsbetriebsarten ausgelegt ist. In diesem Fall ist ein Stromwandler erforderlich, der es ermöglicht, den Wert der Regelgröße um ein Vielfaches zu reduzieren. In Drehstromnetzen werden solche Relais in jeder der Phasen in Reihe mit der bereits angeschlossenen Last installiert.
Bei einem solchen Schaltungsdesign arbeitet das System in einem Modus in der Nähe eines Kurzschlusses, was für den Betrieb gefährlich ist.
Bei einer notwendigen Demontage des Relais kann der Stromwandler beschädigt und das an der Leitung arbeitende Personal gefährdet werden. Daher muss vor dem betriebsmäßigen Schalten in solchen Stromkreisen eine Brücke an die Stelle des Geräts gesetzt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Netzwerk vollständig auszuschalten und das Gerät in den Überholungsmodus zu versetzen.
Differentialschutz und Strombegrenzung
Der Betrieb von Stromrelais als Teil von RCDs und Leistungsschaltern ist ein klassisches Beispiel für die Umsetzung ihrer Eigenschaften. In diesem Fall funktionieren sie in den für elektrische Systeme üblichen Modi, die mit dem Ansprechen auf den geringsten Leckstrom (RCD) und dem Auslösen bei Überlast in den Stromkreisen verbunden sind. Letztere Funktion gehört zur Kategorie der Strombegrenzung, die eine Beschädigung der angeschlossenen Geräte und des Versorgungskreises selbst ausschließt.
Moderne Arten von Stromrelais
Es sind "fortgeschrittene" Typen von Spannungs- und Stromrelais bekannt, die entsprechend ihrer Fähigkeiten üblicherweise als intelligente Steuergeräte bezeichnet werden. Diese Geräte bieten eine Reihe von Zusatzoptionen, die ihre Funktionalität erheblich erweitern. Dies ist eine Anzeige, mit der Sie sich vergewissern können, dass das Gerät ordnungsgemäß funktioniert, sowie Informationen zu den Werten von Spannung und Strom ablesen (sie werden auf der eingebauten Anzeige des Geräts angezeigt).
Alle beschriebenen Möglichkeiten beziehen sich auf die Vorteile von Stromrelais. Ihre Nachteile werden für jede spezifische Einschlussart separat bestimmt.
