Промежуточное реле

Как работает промежуточное реле

Очень важно понимать, как работает данное устройство. При подаче напряжения на катушку возникает магнитное поле, которое примагничивает якорь

Одновременно с этим соединяются контакты, которые приводятся в действие посредством данного якоря. Эти контакты являются элементами цепи управления и выполняют следующие функции: управляют защитой, подают питание к замыкателю катушки электрического мотора, а также отключают это питание.

При подключении происходит следующее: сначала происходит запуск устройства, включается индикатор, срабатывает пусковой механизм, замыкается оставшаяся пара соединений, и заводится электродвигатель.Зачастую прибор размыкает реверс механизма, что исключает резкое включение двигателя.

Срок службы устройства зависит от численности их срабатывания. Иначе говоря, долговечность характеризуется количеством циклов сработок и восстановлением в свое изначальное состояние. Уровень защищенности электрооборудования от негативных факторов оценивается временем перехода из одного расположения в другое.

Назначение

В системах автоматики и управления широко применяются промежуточные реле (см. фото ниже). Эти аппараты коммутируют управляющие сигналы, управляют мощными устройствами, разделяют управляющие цепи от силовых и выполняют не мене важную роль, чем силовые реле.

Свое название промежуточное реле получили из-за положения в схемах автоматики и управления. Они находятся между источником задания и исполнительным устройством, таким как контактор, поэтому становится понятно, почему так назвали реле.

Получить дополнительную информацию о назначении и разновидностях изделий вы можете, просмотрев данное видео:

Описание ассортимента

Основные технические параметры промежуточных реле

Все реле, в том числе и промежуточные, оцениваются по следующим параметрам:

• Величина коммутируемого напряжения;
• Номинальное значение тока на коммутационных контактах;
• Минимальный ток коммутации;
• Допустимый кратковременный ток через контакты коммутации;
• Интервал величины напряжения на катушке электромагнита;
• Потребляемая мощность катушкой включения;
• Время замыкания;
• Время размыкания контактов;
• Износостойкость контактов оценивается количеством срабатывания реле;
• Предельно допустимая мощность нагрузки, которая подключается через контакты реле.

Это общие параметры технических характеристик, в зависимости от конструкций и назначения могут быть дополнительные. Рассмотрим конкретные технические характеристики на примере РЭП – 26 различных модификаций.

Промежуточное реле и его назначение

Схемотехнические решения устройств релейной защиты и автоматики сдержат различные типы релейной аппаратуры, каждый из которых выполняет свои функции. Основными «органами чувств» автоматики служат специальные релейные устройства, реагирующие на изменение значений контролируемых параметров – тока, напряжения, частоты, сопротивления, температуры и других величин. Обычно это достаточно тонкие механизмы, обладающие возможностью точной настройки.

Количество контактов в таких устройствах невелико и они рассчитаны на малые токи. При срабатывании устройства РЗА происходит одновременный запуск нескольких типов процессов по разным электрическим цепям. Рассмотрим работу простейшей защиты по максимальному току высоковольтного электродвигателя.

Реагирующим органом такой защиты обычно служит максимальное реле тока типа РТ – 40. Якорь этого прибора в целях уменьшения инерционности очень лёгкий и удерживается мягкой спиральной пружинкой. Имеется только один контакт замыкающегося типа, рассчитанный на небольшую мощность. В то же время, срабатывание этой защиты должно вызывать следующие последствия:

• отключение высоковольтного выключателя путём подачи напряжения на мощный соленоид отключения;
• подача электрического напряжения на специальные указательные релейные устройства (блинкеры), выпадение флажков которых сигнализирует о факте срабатывания защиты;
• включение световых сигнальных табло и звуковой сигнализации различного типа;
• передача сигнала в систему диспетчерского управления (при наличии);
• включение световых сигнальных табло и звуковой сигнализации различного типа;

Для выполнения перечисленных действий используются вспомогательные реле, называемые промежуточными. Промежуточное реле имеет несколько контактных групп замыкающегося и размыкающегося типа. Катушка этого прибора подключена в цепь контактов токового релейного органа (в случае токовой защиты). При срабатывании реле тока, срабатывает и промежуточное, каждая контактная группа которого выполняет одну из перечисленных выше функций.

Схема подключения промежуточного реле

Таким образом, главным назначением релейного органа промежуточного типа является увеличение числа и коммутирующей способности контактов для обеспечения работы всех цепей релейной защиты. Несмотря на развитие систем РЗА микропроцессорного типа, электромагнитные приборы (в том числе промежуточные) продолжают широко использоваться. Появились серии модульного типа промежуточных реле для установки на дин рейку.

Конструкция реле времени

Нюансы включения ходовых огней

А чем больше деталей — тем меньше надежность. Я не рекомендую подключение ДХО по такой схеме. Это кажется сложным, но давайте разберемся на примере, и все станет ясно. Теперь, если попытаться завести автомобиль при включенной охране, контакт 30 разомкнётся с контактом 87А и не даст завести двигатель. У вас нет возможности отключить ДХО до тех пор, пока вы не вытащите ключ из замка зажигания.

Собственно, запас по току никогда не мешает — но это касается в основном какого-то нештатного электрооборудования автомобиля, подключаемого самостоятельно. Аналогично и 14,,8 вольт, до которых поднимается напряжение в бортсети при запущенном двигателе, им не вредит. Полярность его — безразлична для реле.

В таком виде схема имеет существенный недостаток. Существуют, конечно же, и более сложные реле, с несколькими группами контактов в одном корпусе — замыкающими, размыкающими, переключающими. Схемы инверсии сигналов и управления нагрузкой. Подключаемся к слаботочным транзисторным выходам сигнализации.

Другой конец провода подцепляем к контакту 87А. Как работает и устроено 5 — ти контактное реле

Определения, классификация

Промежуточные реле послужат для разгрузки главных контакторов. Иначе требования к гашению дуги станут строгими, обусловив невыгодность производства. Мощные источники электроэнергии, ТЭС строятся близ месторождений природных ресурсов, имеют блоки мощностью сотни-тысячи МВт. Эксплуатация подобных сооружений немыслима без цепей релейной защиты. В состав последних входит объект рассмотрения обзора.

Под реле в электротехнике понимается устройство, скачкообразно изменяющее проводимость от бесконечности до нуля и обратно под действием определенного фактора. Фактор принято называть воздействующей величиной, как правило, ток, напряжение, мощность (включая реактивную), сдвиг фаз, сопротивление цепи, частота, последовательности гармоник. Параметр образуется сложенный несколькими другими, называемыми входными. Классификацию реле принято вести следующим образом:

По месту подключения:

1. Первичные – непосредственно составляют защищаемую цепь.
2. Вторичные – подключаются через индуктивную, емкостную связь.

По способу действия:

1. Прямые – непосредственно размыкают защищаемую цепь.
2. Косвенные – действуют опосредованно.

По назначению:

1. Измерительные – с регулировкой в некоторых пределах уровня срабатывания.
2. Логические – срабатывают по одному уровню, в дискретных цепях.
3. Комбинированные – несколько измерительных, объединенных логической связью.

По характеру переключения:

1. Максимальные – работают на подъем параметра до некоторого лимита.
2. Минимальные – работают на падение параметра до некоторого лимита.

Согласно этой классификации даем следующее определение:

Помимо промежуточных в семейство логических также входят: указательные (сигнализируют о срабатывании прочих реле, присутствующих на участке цепи), реле времени (для отсчета задаваемых обслуживающим персоналом интервалов), замедленные (срабатывают с задержкой). Принято классифицировать реле защиты по принципу действия:

• Электромагнитные работают по закону действия проводника с током на стрелку компаса, открытому Эрстедом в первой половине XIX века. Движется ферромагнитный сердечник.
• Поляризационные отличаются от электромагнитных зависимостью состояния контактов от направления протекания тока.
• Магнитоэлектрические эксплуатируют аналогичный принцип, магнит из специального сплава неподвижен, рамка с обмоткой вращается, приводя в действие контакт.
• Индукционные принципом действия напоминают асинхронные двигатели, в замкнутой обмотке ток наводится обмоткой, питающейся током.
• Полупроводниковые реле являются наиболее распространенными, построены на элементной базе с p-n-переходами, переходами металл-полупроводник.

Промежуточные реле могут быть любого принципа действия. Ранее в основном были электромагнитными. Часто применяются для размножения, усиления сигнала других реле. Например, исполнительных устройств много, соответственно, сверх меры управляющих линий. Очевидно, одно реле с задачей коммутации не справится. Тогда ставится промежуточное, каждый выход управляет одним исполнительным. Число конечных реле значительно возрастает, вместе справляются с задачей.

Аналогичным образом при большом токе через линию можно разбить на несколько веток, каждая заведена на исполнительное реле. Управляет охапкой промежуточное. Служит для одновременного срабатывания, уберегая отдельные контакторы от непомерно большой дуги, непременно возникающей, если на один каскад ляжет тяжесть нагрузки. Неконтролируемый процесс ионизации легко может сжечь переключающую, защитную аппаратуру. Потребуется ремонт. Промежуточное реле, обеспечивая согласованную работу прочих, защищает систему от аварии.

Автоматическое реле

Классификация

В свою очередь устройства разделяются на несколько типов измерения: первичное и вторичное. Первый тип подключается к аппарату непосредственно своими выводами. Такое подключение распространено в сетях до 1000 Вольт.

Второй тип РМТ (на фото ниже) подключается через трансформатор тока, измеряя вторичный ток, который прямо пропорционален первичному и на порядок меньше, чем в измеряемой цепи. Применяют данный тип подключения в высоковольтных сетях.

В свою очередь, реле вторичного тока подразделяются на индукционные и электромагнитные, дифференциальные, электронные. Принцип работы дифференциального типа исполнения заключается в сравнении силы тока до потребителя и после него. В нормальных условиях эта величина должна быть одинаковой. Если же параметры отличаются (например, при коротком замыкании), РМТ замыкает контакты, благодаря чему происходит отключение поврежденной линии от сети.

Примером дифференциального реле является устройство защитного отключения, которое широко применяется как в быту, так и на производстве.

Конструкция и принцип работы твердотельного реле

По технологии создания твердотельные реле можно отнести к гибридным устройствам. Функцию контактной группы в твердотельных реле берёт на себе электронный силовой ключ. Это позволяет избежать возникновения дуги в процессе коммутации. Такое качество незаменимо при эксплуатации узла на участках сильного химического загрязнения.

Среди других плюсов элемента можно выделить:

• сверхбыструю реакцию на поступивший сигнал (тысячные доли миллисекунд);
• отсутствие гистерезиса;
• большой диапазон рабочих температур;
• бесшумное изменение параметров цепи.

Свою основную функцию твердотельные реле выполняют за счёт полупроводниковых элементов. Процесс действия схож с классическим реле, которое, как мы знаем, включает в себя управляющие катушки и специальные контакты. При подаче напряжения происходит замыкание, либо размыкание контактов. Альтернативой этим контактам и являются полупроводниковые приборы.

Основные параметры электромагнитных реле.

Основными параметрами, определяющими нормальную работоспособность реле и характеризующие эксплуатационные возможности, являются: 1. Чувствительность. 2. Ток (напряжение) срабатывания. 3. Ток (напряжение) отпускания. 4. Ток (напряжение) удержания. 5. Коэффициент запаса. 6. Рабочий ток (напряжение). 7. Сопротивление обмотки. 8. Коммутационная способность. 9. Износостойкость и количество коммутаций. 10. Количество контактных групп. 11. Временны́е параметры: время срабатывания, время отпускания, время дребезга контактов. 12. Вид нагрузки. 13. Частота коммутаций. 14. Электрическая изоляция.

Все эти параметры подробно приводятся в технических условиях (ТУ), справочниках или в руководствах по применению реле. Однако мы рассмотрим лишь некоторые из них, которыми, как правило, пользуются при повторении радиолюбительских конструкций.

1. Чувствительность реле определяется минимальной мощностью тока, подаваемой в обмотку реле и достаточной для приведения в движение якоря и переключения контактов. Чувствительность различных реле неодинаковая и зависит от конструкции реле и намоточных данных катушки. Чем меньше электрическая мощность тока, необходимая для срабатывания реле, тем реле чувствительнее. Как правило, обмотка более чувствительного реле содержит бо́льшее число витков и имеет бо́льшее сопротивление.

Однако в технической документации параметр чувствительность не указывается, а определяется как мощность срабатывания (Рср) и вычисляется из сопротивления обмотки и тока (напряжения) срабатывания:

2. Ток (напряжение) срабатывания определяет чувствительность реле при питании обмотки минимальным током или напряжением, при котором реле должно четко сработать и переключить контакты. А для их удержания в сработанном положении на обмотку подаются рабочие значения тока или напряжения.

Ток или напряжение срабатывания указывается в технической документации для нормальных условий и является контрольным параметром для проверки реле при их изготовлении и не является рабочим параметром.

3. Ток (напряжение) отпускания приводится в технической документации для нормальных условий и не является рабочим параметром. Отпускание реле (возвращение контактов в исходное состояние) происходит при снижении тока или напряжения в обмотке до значения, при котором якорь и контакты возвращаются в исходное положение.

4. Рабочий ток (напряжение) обмотки указывается в виде номинального значения с двухсторонними допусками, в пределах которых гарантируется работоспособность реле.

Верхнее значение рабочего тока или напряжения ограничивается в основном температурой нагрева провода обмотки, а нижнее значение определяется надежностью работы реле при снижении напряжения источника питания. При подаче на обмотку реле тока или напряжения в указанных пределах реле должно четко срабатывать.

5. Коммутационная способность контактов реле характеризуется величиной мощности, коммутируемой контактами. В технической документации коммутируемая мощность указывается верхним и нижним диапазоном коммутируемых токов и напряжений, в пределах которых гарантируется определенное число коммутаций (срабатываний).

Нижний предел токов и напряжений, коммутируемых контактами, ограничивается величиной переходного сопротивления материала, из которого выполнены контакты. Для большинства промежуточных электромагнитных реле нижним пределом является нагрузка контактов током 10 – 50 мкА при напряжении на контактах 10 – 50 мВ.

Верхним пределом токов и напряжений является нагрузка контактов максимальным коммутирующим током, предусмотренным в технической документации. Верхний предел ограничивается температурой нагрева контактов, при которой снижается механическая прочность контактных материалов, что может привести к нарушению рабочей поверхности.

Указательное реле — назначение

Реле предназначено для сбора информации и анализа о причинах срабатывания, при выходе показателей за пределы нормы, а также для обесточивания неисправных участков.

Устройство улавливает параметры, которые отступают от нормы. Реле указывают на происходящие внутри процессы, которые можно определить по индикаторам, размещению индикаторов, а также аудиосигналам.

Устройство используются в схемах релейной защиты и автоматики. Одним из назначений является замыкание и размыкание контактов в случае выхода определенных показателей за пределы установленной нормы.

Указательное реле применяется в системах сигнализации электрических сетей различного типа. Некоторые модели способны работать на высоте до 4300 метров над уровнем моря и при температурном режиме от -50 до +55 градусов. Кроме этого относительная влажность воздуха составляет 98%.

С помощью устройства работники отслеживают состояние электрической линии. При повышении тока или напряжения реле срабатывает, при этом выбрасывая флажок или другое обозначение, вместе с тем коммутируя контакты.

Реле остается отключенным пока диспетчер его не осмотрит и не зафиксирует сработку документально. Затем устройство переводится в рабочее состояние вручную.

Подключение реле к плате Arduino

Релейный модуль имеет два интерфейса:

• для подключения контроллера;
• для подключения нагрузок к реле.

Для подключения релейного модуля к управляющему устройству используется 10-пиновый интерфейс. Контакты GND и VCC для подключения +5В, выводы IN1 – IN8 для подключения управляющего сигнала. Для подключения управляемых приборов к реле на плате присутствуют 24-контакта-зажима. Питание релейного модуля осуществляется или от управляющего устройства, или от внешних источников питания. Если нужна полная оптическая изоляция, необходимо убрать перемычку Vcc to JDVcc и подключить питание от внешнего блока к выводу JDVcc и Gnd с платы. В противнос случае, можно взять питание с платы Arduino и установить перемычку Vcc to JD-Vcc. Схема подключения модуля к плате Arduino показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема подключения релейного модуля к плате Arduino

Как правильно подключить противотуманки

А их понадобится не так много, тем более, что почти в каждом современном автомобиле в минимальной комплектации уже есть готовые места под противотуманки и часто уже установлена кнопка включения. В крайнем случае, кнопку можно установить или использовать свободную. Технологически, заводские противотуманки подключаются параллельно с задним противотуманным фонарем. Но если есть необходимость включать их отдельно, как дневные огни, тогда придется немного повозиться. Фары подключаются только через реле.

Реле снижает риск перегрузки на всей сети автомобиля и нагрузку на кнопку включения, особенно если на противотуманках установлена лампа большой мощности. Часто вместе с противотуманками продают готовые наборы, в которые входит и реле, и кнопка, и комплект проводов с колодками, но цена набора, естественно, выше.

Подключение и регулировка промежуточного реле

Подсоединение реле является одним из важных мероприятий. От этого зависит функциональные способности других устройств, которые являются элементами рабочей цепи.

Качественное промежуточное реле

После монтажа реле, его нужно подсоединить к электрической схеме. Для этой цели нужны добавочные связующие компоненты. Конструкция прибора имеет несколько контактных групп: нормально — открытые и нормально – закрытые.

Подсоединение реле происходит двумя способами:

1. Последовательное подключение. Применяется для цепей, имеющих мгновенные и кратковременные сработки.
2. Параллельное соединение. Такой вид подключения в большинстве случаев предназначен для быстродействующих реле, время срабатывания которых составляет 0,02 секунды.

Для правильного подключения промежуточного реле необходимо придерживаться следующих правил:

1. Необходимо предварительно проверить прибор на работоспособность. При этом подсоединяются контакты катушки к системе питания, в результате чего происходит щелчок, который говорит о переключении контактов.
2. Нулевой провод должен напрямую быть подсоединен к одной из клемм катушки.
3. Фазный провод подсоединяется с кнопкой Стоп, которое имеет замкнутое состояние и служит для разъединения цепи.

При этом другой контакт кнопки соединяется с фазным проводом. Затем эти фазные провода присоединяются к контактам, которые должны иметь разомкнутое состояние. Далее нагрузка подключается к замкнутым контактам. При этом один из контактов нагрузки должен быть подсоединен промеж пусковой кнопки и кнопки Стоп. Такая схема обеспечивает непрерывное поступление напряжения на электромагнитную катушку, а также отключает промежуточное реле и нагрузку посредством разъединения цепи кнопкой Стоп.