Аппаратура для регулирования тока

Для регулирования величины тока применяют схемы с реостатами, автотрансформаторами и нагрузочными трансформаторами.

Рисунок 4 – Регулирование тока с помощью ползункового реостата.

Реостат включается последовательно с проверяемым реле, как показано на рисунке 4.
Величина тока, проходящего в реле, равна:
,
где UП — напряжение источника питания; R — переменное сопротивление реостата; zР — сопротивление проверяемого реле.
Наиболее часто в эксплуатации релейной защиты используются реостаты двух типов: ползунковый и секционный.
Ползунковый реостат изготовляется, как правило, из проволоки высокого сопротивления (например, никелина), намотанной на керамический или фарфоровый цилиндр. Вдоль реостата может перемещаться ползунок, прижимающийся к виткам проволоки. Достоинством ползунковых реостатов является плавность регулировки, а недостатком — малая величина допустимых токов. Практически ползунковые реостаты изготовляются на ток до 10—15 А.
Секционный реостат с параллельным включением секций (рисунок 5) позволяет регулировать токи до 70—100 А. Реостат состоит из спиральных проволочных или трубчатых металлических сопротивлений R, которые одним концом соединены друг с другом и с зажимом А, а другим подключены к рубильникам Р.
Включая поочередно рубильники Р, можно изменять число параллельно включенных секций и, следовательно, уменьшать общее сопротивление реостата:

где Rобщ — общее сопротивление реостата; R — сопротивление одной секции; n — число секций, включенных параллельно.
При использовании такого реостата величина тока изменяется ступенями. Для плавного регулирования параллельно секционному реостату подключают ползунковый реостат.
Для регулирования тока могут также применяться лабораторные автотрансформаторы, включаемые, как показано на рисунке 5. Последовательно с токовым реле включается добавочное сопротивление RД = 2—3 Ом, рассчитанное на полный ток цепи.
Автотрансформатор не следует применять для регулирования тока при проверках промежуточных реле и отключающих катушек переменного тока, сопротивление которых резко изменяется при срабатывании.
Для регулирования величины тока могут применяться также так называемые вариаторы — автотрансформаторы однофазные и трехфазные типов РНО и РНТ соответственно. При токах больше 70—100 А для регулирования переменного тока более удобно использовать схемы с нагрузочными трансформаторами (рисунок 6), так как реостаты на такие большие токи получаются слишком громоздкими.

Рисунок 5 – Регулирование тока с помощью автотрансформатора.

Первичная обмотка нагрузочного трансформатора НТ, которая подключается к источнику питания, имеет большое число витков, а вторичная, подключаемая к реле, малое. Ток, проходящий во вторичной обмотке трансформатора и в реле, во столько раз больше первичного тока, во сколько число витков первичной обмотки больше, чем вторичной.
В схеме проверки с нагрузочным трансформатором можно регулировать большие токи в реле, изменяя сравнительно небольшие токи в первичной обмотке трансформатора. Величина вторичного тока грубо регулируется изменением коэффициента трансформации нагрузочного трансформатора и плавно потенциометром П или автотрансформатором, включенным со стороны питания.
Ток, проходящий в реле, измеряется амперметром А, включенным через трансформатор тока ТТ во вторичную цепь. Включать амперметр со стороны первичной обмотки нагрузочного трансформатора не следует, так как нагрузочный трансформатор имеет большую погрешность в коэффициенте трансформации.
В эксплуатации используются нагрузочные трансформаторы, позволяющие создавать на выходе ток до 1000—2000 А в зависимости от сопротивления подключенной к ним нагрузки.
Ток срабатывания и характеристики некоторых типов реле, таких, как РТ-80, РНТ, могут значительно отличаться, если в обмотке реле будет проходить несинусоидальный ток, искаженный высшими гармониками. Форма кривой тока может искажаться как вследствие насыщения стальных сердечников проверяемого реле и нагрузочного трансформатора, так и вследствие искажения питающего напряжения. Для того чтобы уменьшить влияние искажения питающего, напряжения, схему проверки следует, как правило, питать от междуфазного напряжения, имеющего лучшую по сравнению с фазным напряжением форму кривой.

Рисунок 6 – Регулирование тока с помощью нагрузочного трансформатора.

Синусоидальная форма кривой тока необходима при проверке всех реле с насыщающимися трансформаторами, токовых блоков питания, при проверке тока срабатывания отсечки и временных характеристик индукционного элемента, реле РТ-80 (ИТ-80) и т. п.
При срабатывании электромагнитных токовых реле, а также электромагнитов включения и отключения переменного тока изменяется воздушный зазор, а следовательно, и сопротивление реле. Для того чтобы во время проверки этих реле и электромагнитов вращающий момент оставался неизменным, необходимо, чтобы ток в цепи реле не менялся значительно при изменении его сопротивления.
Для проверки реле, имеющих малые токи срабатывания (порядка нескольких миллиампер), можно использовать схему на рисунке 2.