CC BY
47
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИК
I
УДК 621.318.5.001.8
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ РЕЛЕ УПРАВЛЕНИЯ ОТКЛЮЧАЮЩИМИ КАТУШКАМИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
В.И. ГУРЕВИЧ
Международная электротехническая комиссия Israel Electric Corp
Параметры субминиатюрных электромагнитных реле, используемых в качестве выходных элементов в микропроцессорных защитах, не соответствуют техническим спецификациям на эти защиты. Анализируются причины этого несоответствия. Рассматриваются противоречия и неточности международных стандартов в этой области. Показано, что отсутствие четкости в стандартах и ошибки в технических спецификациях производителей микропроцессорных защит не позволяют правильно оценить технические параметры и приводят к снижению надежности релейной защиты.
Введение
Как известно, коммутационная способность контактов реле определяется (при прочих равных условиях) площадью контактной поверхности, массой контактов, контактным нажатием и межконтактным зазором. Чем большие значения имеют эти параметры, тем выше коммутационная способность контактов. Поэтому мощные контакты отличаются от маломощных прежде всего своими размерами и зазором. Для создания большого контактного нажатия и для перемещения более тяжелых контактов на большее расстояние требуется и более крупная и мощная катушка. Таким образом, можно констатировать, что для коммутации более мощной нагрузки требуется и более крупное реле, рис. 1.
Рис. 1. Субминиатюрное реле RYS 21005, расположенное на контактах с двойным разрывом V-образной формы промежуточного реле типа RXME 1 , предназначенного для управления отключающей катушкой выключателя
© В.И. Гуревич
Проблемы энергетики, 2008, № 1-2
В старых электромеханических реле защиты в качестве элемента, включающего отключающую катушку высоковольтного выключателя, использовалось специальное встроенное промежуточное реле, обычно с фиксацией положения после срабатывания и ручным возвратом (seal-in relay) и со встроенным флажком (target), индицирующим состояние реле. Такое реле называется “auxiliary seal-in relay with target” и имеет мощные контакты с большим зазором, специально рассчитанные на включение тока до 30А при напряжении 250В постоянного тока.
В реле защиты следующего поколения: электронных аналоговых (или статических), выполненных на микросхемах и транзисторах, сохранилась тенденция использования встроенных крупных выходных реле с мощными контактами, предназначенными для включения отключающей катушки выключателя, рис. 2.
Выходные реле
РСХЮЗ ОТ92 реле
Рис. 2. Полупроводниковые реле защиты со встроенными мощными выходными реле
Некая новая реальность возникла при переходе на защиты самого
последнего поколения - микропроцессорные [1, 2]. Жесткая конкурентная борьба
на рынке и стремление к максимальному уменьшению размеров
микропроцессорных защит привели к использованию в качестве выходных элементов субминиатюрных электромагнитных реле, рис. 3.
Рис. 3. Платы микропроцессорных реле защиты с субминиатюрными выходными реле 2. Цель работы
Целью статьи является анализ соответствия параметров субминиатюрных электромеханических реле, применяемых в качестве выходных элементов в
микропроцессорных устройствах защиты, реальным условиям эксплуатации и требованиям стандартов.
3. Анализ реальных условий эксплуатации выходных реле микропроцессорных устройств защиты
В соответствии с характеристиками производителей субминиатюрных электромеханических реле, они предназначены для применения в системах промышленной автоматики, в электронных источниках питания, в телевизорах, в бытовой технике, в компьютерах и системах связи, таймерах и т.п.
В технических характеристиках на эти реле коммутационная способность на постоянном токе ограничивается, как правило, на уровне 28 - 30В и только для чисто активной нагрузки. Вместе с тем, такой параметр, как максимальная коммутируемая мощность на постоянном токе (иногда это кривые коммутационной способности на постоянном токе), дает возможность рассчитать максимальный коммутируемый ток при напряжении 250 В постоянного тока, табл. 1.
Таблица 1
Коммутационные параметры субминиатюрных электромагнитных реле применяемых в микропроцессорных устройствах защиты в качестве выходных реле
Тип реле (производитель) Максимальная коммутируемая мощность (для резистивной нагрузки) Номинальный ток и номинальное напряжение (для резистивной нагрузки)
Перем. Пост. Перем. Пост. 250 В пост.
ST (Matsusita) 2000 ВA 150 Вт 8 A; 380 В 5 A; 30 В 0,40 A
JS (Fujitsu) 2000 ВA 192 Вт 8 A; 250 В 8 A; 24 В 0,35 A
RT2 (Schrack) 2000 ВA 240 Вт 8A; 250 В 8A; 30 В 0,25 A
RYII (Schrack) 2000 ВA 224 Вт 8A; 240 В 8A; 28 В 0,28 A
G6RN (Omron) 2000 ВA 150 Вт 8 A; 250 В 5 A; 30 В -
G2RL-1E (Omron) 3000 ВA 288 Вт 12 A; 250 В 12 A; 24 В 0,30 A
Как видно из таблицы, значения этих токов, даже при чисто активной нагрузке, в 20 - 40 раз меньше, чем на переменном токе. Что касается коммутации индуктивной нагрузки на постоянном токе, то такая способность этих реле вообще не предусматривается в технических характеристиках.
Что же позволило производителям микропроцессорных защит использовать миниатюрные (то есть маломощные) реле для прямого включения отключающей катушки выключателя? Может быть уменьшились требования к контактам управления отключающей катушкой? Отнюдь нет! В технических спецификациях на все микропроцессорные устройства защиты производителями гарантируется коммутация тока не менее 30А при напряжении 250 В постоянного тока. Может быть сами миниатюрные реле достигли такого уровня совершенства, что теперь они способны включать индуктивные нагрузки (катушки) с током 30А при напряжении 250 В постоянного тока? Увы, технические спецификации на субминиатюрные реле, используемые в микропроцессорных устройствах защиты, о таких возможностях миниатюрных реле умалчивают. Зато инженеры компаний-производителей этих реле, к которым автор обращался с прямым запросом, категорически отвергают наличие таких способностей у реле, используемых в микропроцессорных защитах. Получается, что производители
микропроцессорных защит комплектуют столь ответственные и дорогостоящие (10 - 15 тыс. долларов) устройства, как микропроцессорные
защиты, заведомо негодными элементами? Из отчетов об испытаниях коммутационной способности выходных реле, представленных по нашему запросу крупнейшими мировыми производителями микропроцессорных защит, следует, что эти реле успешно выдержали испытания и признаны годными для применения. Но где же в таком случае логика? Может быть, эти испытания производители микропроцессорных защит проводят не так, как следует? Но, с другой стороны, ведь микропроцессорные защиты с этими миниатюрными выходными реле успешно функционируют во многих энергосистемах мира уже немало лет. Так может быть реальные условия эксплуатации этих реле намного легче, чем требования, записанные в технической спецификации? Попробуем разобраться в сложившейся ситуации. Прежде всего рассмотрим реальные параметры отключающих катушек выключателей, рис. 4.
Рис. 4. Отключающие катушки выключателей класса 160 - 170 кВ различных производителей: 1 - Hitachi Kokubo Works (GE-Hitachi, USA); 2 - AQ Trafo AB (Sweden)
В табл. 2 приведены результаты измерений основных параметров отключающих катушек (L1, L3, L4) высоковольтных выключателей некоторых типов, а также катушки (L2) специального быстродействующего промежуточного реле с фиксацией положения и ручным возвратом (Lockout), включаемого, иногда, между реле защиты и выключателем.
Таблица 2
Основные параметры отключающих катушек высоковольтных выключателей некоторых типов и специального промежуточного реле с фиксацией и ручным возвратом
Параметр Единица измерения L1 L2 L3 L4
Ток, I A 1,25 2,5 5 12
Индуктивность катушки с сердечником, Ь H 0,5 1,0 1,0 0,22
Сопротивление катушки, Я Q 200 100 50 22
Постоянная времени, т = Ь/Я ms 2,5 10 20 10
Энергия магнитного поля, Е J 0,40 3,12 12,50 15,80
Из анализа параметров катушек, представленных в этой таблице, можно сделать некоторые интересные выводы.
Во-первых, промежуточное реле с фиксацией положения и ручным возвратом (Lockout), является для контактов миниатюрных выходных реле нагрузкой ничуть не меньшей, чем отключающие катушки выключателей, рис. 5.
Дуга на контактах
Рис. 5. Быстродействующее промежуточное реле с фиксацией положения и ручным возвратом (Lockout), 12HEA61 типа
Эксперименты, выполненные автором с этим реле, показали, что даже мощные контакты этого реле (диаметр контакта 6 мм, зазор между контактами около 8 мм) не способны отключить собственную катушку управления, включенную последовательно с нормально замкнутыми контактами, при напряжении постоянного тока 250 В. И только две последовательно включенные пары контактов (как показано на схеме, рис. 5) способны разорвать дугу, возникающую на контактах в момент отключения. В последующей модификации этого реле (HEA62) даже для двух пар таких мощных контактов решили облегчить процесс коммутации и зашунтировать катушку специальной дугогасящей цепочкой, состоящей из диода и резистора. Представленные в табл. 3 данные производителя [3] дают наглядное представление о степени влияния характера нагрузки на коммутационную способность даже таких мощных контактов.
Таблица 3
Коммутационная способность мощных силовых контактов реле Lockout типа 12HEA61 [3]
Нагрузка Максимальный коммутируемый ток (А) для соответствующего количества последовательно включенных контактов
1 2 4
250 В пост. тока, индуктивная 0,7 1,75 6,5
220 В перем. тока, активная 25 50 -
220 В перем. тока, ндуктивная 12 25 40
Во-вторых, постоянная времени т = ЫЯ, которой обычно характеризуется вид нагрузки, не является достаточно информативным показателем, позволяющим делать выводы о реальной коммутационной способности контактов. Например, как видно из табл. 2, в катушках Ь2 и Ь4 с одинаковой ЫЯ запасается существенно различная энергия, которая рассчитывается по хорошо известной классической формуле [4]
1 1 LI2
E l = J idу = J Lidi =---, (1)
0 0 2
где у - потокосцепление; L - индуктивность нагрузки; I - ток в нагрузке.
Именно эта энергия магнитного поля и выделяется на контактах в процессе коммутации. Это значит, что контакты реле будут изнашиваться по-разному при коммутации катушек L2 и L4 с одинаковой величиной L/R.
В-третьих, величина коммутируемого тока без указания других параметров индуктивной нагрузки (как, например, в табл. 3), не является параметром, достаточным для однозначной оценки коммутационной способности контактов. Например, ток в катушке L2 всего лишь вдвое превышает ток в катушке L1, тогда как энергия, запасаемая в L2, почти в 8 раз превышает энергию выделяемую при коммутации в L1. Эксперименты на этих катушках с визуальной фиксацией мощности дуги на контактах подтвердили эти выводы.
В связи с изложенным, в качестве показателя, характеризующего индуктивную нагрузку для контактов реле, предлагается использовать энергию магнитного поля этой нагрузки. Однако использовать показатель, характеризующий нагрузку, в качестве одного из параметров контактов не очень удобно. С другой стороны, поскольку вся эта энергия выделяется на контактах реле в процессе коммутации, то, очевидно, более удобным показателем, характеризующим контакты реле, мог бы быть такой параметр, как «максимальная энергия коммутации», который может быть определен как максимальная энергии магнитного поля нагрузки, какую способны коммутировать контакты реле при заданных показателях надежности и срока службы. Для номинальных напряжений постоянного тока 250 и 125 В этот показатель будет иметь вид, соответственно:
E250 = 0,125It ,
250 (2)
E125 = 0,062 It ,
где I - ток в нагрузке в амперах; т - постоянная времени нагрузки в миллисекундах.
Таким образом, из рассмотрения реальных параметров отключающих катушек выключателей и быстродействующего промежуточного реле Lockout можно сделать вывод о том, что они действительно представляют собой серьезные индуктивные нагрузки для контактов выходных реле устройств защиты.
Обосновывая способность миниатюрных электромагнитных реле управлять катушками отключения высоковольтных выключателей, производители микропроцессорных защит обычно ссылаются на то обстоятельство, что контакты этих реле только ВКЛЮЧАЮТ отключающую катушку выключателя. Отключение этой катушки, сопровождаемое интенсивной дугой, осуществляется вспомогательными нормально-замкнутыми контактами самого выключателя, а не контактами миниатюрного реле, поэтому-де и удается маломощными контактами миниатюрных реле включать мощные отключающие катушки выключателей. Так ли однозначно такое утверждение? Ведь хорошо известно, что замыкание контактов электрических аппаратов сопровождается многократными отскоками контактов после первого замыкания и последующими повторными замыканиями (этот процесс получил название “bouncing” или «дребезг»). Этот
факт отражен и в технической литературе и в стандартах, рис. 6. Это означает, что никакого «чистого замыкания» контактов, без многократных размыканий в процессе срабатывания реле, просто не существует. Конечно, время нахождения контактов в открытом состоянии (то есть при горящей дуге) при отскоках незначительно, но малые расстояния между контактами в этот период времени и следующее за этим их сжатие делает опасность приваривания контактов вполне реальной. Поэтому в существующих стандартах нет больших различий между замыканием и размыканием цепей с индуктивной нагрузкой на постоянном токе при оценке коммутационной способности контактов.
Рис. 6. Процесс замыкания нормально открытого контакта реле в соответствии с
международным стандартом 1ЕС 61810-7 [5]: о - время до первого соударения контактов; с - полное время замыкания; Ь - время дребезга контактов
Таблица 4
Коммутационная способность контактов в зависимости от типа нагрузки для электромагнитов
управления, клапанов и соленоидов
Категория применения (1ЕС 60947-4) Род тока Коммутационная способность контактов в режиме нормальных коммутаций
включение выключение
ток напряжение СО*ф ток напряжение СО*ф
АС-15 Пер. 10 1к им 0,3 10 1к им 0,3
БС-13 Пост. 1м - 1м -
Коммутационная способность контактов в режиме редких коммутаций
АС-15 Пер. 10 1к 1,1 Щ 0,3 10 1к 1,1 Щ 0,3
БС-13 Пост. 1,1 Ь 1,1 щ - 1,1 Ь 1,1 щ -
Примечание: 1м и им - номинальные значения токов и напряжений нагрузок, коммутируемых контактами реле
Так, например, для категории применения БС-13 (управление
электромагнитами, катушками соленоидов и клапанов) в соответствии со стандартом 1ЕС 60947 ток включения контактов, как и ток отключения, не должны превышать номинального (т.е. длительного) тока, в то время как для контактов, работающих на переменном токе, допускается десятикратное значение тока включения, табл. 4. Однако из вышеизложенного еще нельзя сделать однозначный вывод о том, что контакты миниатюрных реле, осуществляющие включение отключающих катушек выключателей или катушек мощных быстродействующих промежуточных реле, действительно подвергаются значительным перегрузкам. Дело в том, что во время включения индуктивной нагрузки ток в ней нарастает не сразу, а по экспоненте. А это означает, что разрывы цепи нагрузки во время дребезга контактов происходят при токе меньше номинального (рис. 6).
С другой стороны, тот факт, что выходные контакты миниатюрных реле в устройствах защиты не выходят из строя при первом же включении, а работают достаточно долго в реальных условиях эксплуатации, также не доказывает, что
эти контакты работают в нормальном для них режиме. Это обусловлено тем, что даже при заметной дуге на контактах отказ коммутации (то есть не замыкание или не размыкание контактов) происходит далеко не сразу. Имеет место достаточно длительный процесс накопления дефектов на поверхности контактов в результате интенсивного испарения контактного материала с одного контакта и переноса его на другой контакт. Возрастает переходное сопротивление контактов
и, следовательно, их температура. В миниатюрных реле это приводит к расплавлению пластмассового корпуса возле контактов, загрязнению контактов и дальнейшему росту переходного сопротивления. После нескольких тысяч таких коммутаций в обычном реле происходит окончательное сваривание контактов или обрыв одного из них, что является полным отказом реле. Поскольку электромагнитные реле предназначены обычно для сотен тысяч или даже миллионов коммутаций, то режим работы, при котором вместо миллиона коммутаций реле выходит из строя уже при нескольких тысячах коммутаций, является недопустимым и не разрешается изготовителями этих реле. С другой стороны, выходные реле в устройствах защиты не работают с такой интенсивностью. Максимальное количество срабатываний таких реле за весь срок их службы вряд ли превысит несколько тысяч. Отсюда становится понятным, почему реле, работающие в ненормальном для них режиме, тем не менее обеспечивают работоспособность защит и даже успешно проходят испытания на предприятиях-изготовителях защит. Именно эти два факта всегда приводятся компаниями-производителями устройств релейной защиты в оправдание возможности использования миниатюрных реле для прямого отключения высоковольтных выключателей. Но действительно ли это означает отсутствие проблемы в этом вопросе? Ведь процесс отказа контактов реле в таком режиме работы является статистическим, а момент отказа зависит от накопленных дефектов и их величины, что, в свою очередь, определяется конкретными параметрами отключающих катушек, частотой срабатывания реле защиты, технологическими особенностями конструкции контактов и разбросами их параметров при сборке реле. Чем дольше работает такое реле, тем выше вероятность его отказа, а следовательно, и отказа защиты важного энергетического объекта. Таким образом, речь идет не о том, что миниатюрное электромагнитное реле, используемое в устройстве защиты, выходит из строя сразу же после первого включения или после определенного количества включений, а о том, что в процессе эксплуатации происходит прогрессирующее снижение его надежности и резкий рост вероятности выхода из строя.
4. Анализ международных стандартов и технической документации
В связи с изложенным выше возникает вопрос о методике испытания миниатюрных реле в режимах, не предусмотренных и не разрешенных официально изготовителем этих реле, о критериях годности и т.д. Возможно нам удастся найти ответы на вопросы и прояснить ситуацию с помощью международных стандартов в этой области. Какие же это стандарты? Судя по названиям, для реле управления отключающими катушками выключателей подходят два основных стандарта: стандарт МЭК (IEC) 60947-5-1
(Электромеханические устройства управления и коммутационные аппараты низковольтных распределительных устройств) [6] и стандарт IEEE C37.90 (Реле и релейные системы, связанные с электрическими силовыми аппаратами) [7], табл. 5.
Объекты, на которые распространяются стандарты IEC 60947-5-1 и IEEE C37.90
IEC 60947-5-1 [61 IEEE Std. C37.90 [71
Устройства управления и коммутационные аппараты, предназначенные для управления, сигнализации, блокировок и т.п. распределительных устройств КРУ и КТП. Стандарт распространяется также на специальные типы коммутационных аппаратов, связанных с другими устройствами, главные цепи которых покрываются другими стандартами. Реле и релейные системы, используемые для защиты и управления силовыми аппаратами. Стандарт не распространяется на реле, изначально разработанные для промышленной автоматики, аппаратуры связи или другой аппаратуры, не предназначенной для управления силовыми аппаратами.
В соответствии с приведенными определениями оба стандарта очень близки, хотя область применения стандарта С37.90 представляется как часть более широкой области применения стандарта 60947-5-1. Обращает внимание довольно странное ограничение стандарта С37.90: исключение из области его покрытия реле общепромышленной автоматики и других реле, не предназначенных специально для управления силовыми аппаратами. Какие такие серьезные принципиальные отличия имеются между реле промышленной автоматики, предназначенными для управления катушками мощных контакторов, катушек соленоидов и клапанов систем управления технологическими процессами и реле, предназначенными для управления катушками отключения выключателей? Те же напряжения, те же токи, те же мощности! Это ограничение С37.90 не столь безобидно, как кажется, и имеет весьма далеко идущие последствия, так как с одной стороны стандарт описывает процедуру испытаний реле, специально предназначенных для включения отключающих катушек выключателей, а с другой - исключает из рассмотрения реле общепромышленного назначения, не предназначенные специально для управления силовыми аппаратами. Это означает, что этот стандарт не может применяться к микропроцессорным устройствам защиты, в которых используются миниатюрные выходные реле (изначально предназначенные для промышленной автоматики, аппаратуры связи или другой аналогичной аппаратуры, а не для управления силовыми аппаратами) в качестве элементов, непосредственно управляющих отключающими катушками выключателей.
Не менее странные отличия имеются и в методике испытаний реле, предлагаемых этими стандартами, табл. 6.
Почему коммутационную способность контактов, специально предназначенных для включения отключающих катушек выключателей (то есть значительной индуктивной нагрузки), стандарт С39.70 предписывает испытывать на чисто активной нагрузке? Почему ток включения жестко задан в этом стандарте величиной 30А, тогда как отключающие катушки современных выключателей рассчитаны на значительно меньшие токи? Почему не оговорены критерии пригодности реле в процессе испытаний? С другой стороны, почему коммутируемый ток в стандарте IEC 60947-5-1 при испытаниях не превышает 1,1 А ? Почему отдельно не выделен режим включения нагрузки без отключения (то есть типичный режим работы контактов реле, управляющего выключателем)?
Таблица 6
Некоторые технические параметры испытаний коммутационной способности реле по стандартам IEC 60947-5-1 [5] и IEEE C37.90 [6]
IEC 60947-5-1 [6] IEEE Std. C37.90 [71
1 Тип нагрузки: дроссель с воздушным зазором, соединенный последовательно с резистором, Ь/Я<300 мс. Тип нагрузки: активная (резистор)
2 Коммутируемый ток (в категория применения БС-13, N300) 1.1А. Все другие виды применений должны быть согласованы между производителем и пользователем Ток включения - 30 A
3 Количество коммутационных циклов -5000 с интервалом 10 с. Количество циклов включения - 2000 в последовательности: 0.2 с - включен, 15 с - выключен
4 Критерии пригодности: - отсутствие механических или электрических повреждений; - отсутствие сваривания контактов или протяженной дуги; - способность выдерживать напряжение промышленной частоты 2иЖм, но не менее, чем 1000 V. Критерии пригодности: не указаны
Недоумение вызывает и анализ требований стандартов к испытаниям диэлектрической прочности изоляции реле. Так, например, в стандарте IEC 60947-5-1 приводится перечень частей реле, между которыми прикладывается испытательное напряжение. Оказывается выходных контактов реле в этом перечне нет! Стандарт IEC 60255-5 [8] допускает возможность испытания этих контактов, но предполагает необходимость согласования такого испытания и величины испытательного напряжения между производителем и пользователем.
Как показывает практика, потребитель чаще всего ничего не знает об этом пункте стандарта и не согласовывает отдельно требования к контактам выходных реле с производителем. Это позволяет производителю указывать в технической документации, что технические параметры его защиты полностью соответствуют требованиям стандарта без всяких дополнительных оговорок.
Стандарт С37.90 относится к испытаниям выходных контактов реле защиты совершенно иначе. Он предусматривает такое испытание, но только в процессе производства реле, то есть фактически не разрешает потребителю самостоятельно проверять этот важнейший параметр реле. Почему? К сожалению, автору не удалось получить внятных ответов на все эти вопросы даже у рабочей группы IEEE, ответственной за этот стандарт. А ведь этими стандартами активно пользуются производители микропроцессорных устройств защиты, ссылаются на них в своей документации и проводят по ним собственные испытания.
Отсутствие четкости в международных стандартах приводит к ошибкам и в технических спецификациях на современные микропроцессорные устройства защиты. Автор проанализировал технические спецификации многих типов таких устройств ведущих компаний мира в части коммутационной способности выходных реле, в том числе: 7SD61, 7SA522 (Siemens); MiCOM P541, P546 (Areva); T60, D60, L90 (General Electric); REL561, REL670 (ABB); BEI-GPS100, BEI-CDS240 (Basler) и др. Во всех них обнаружились либо ошибки и неточности, либо просто отсутствие важнейших параметров, не позволяющие сделать однозначный вывод
о пригодности таких реле. В качестве примера можно привести параметры, приведенные в спецификации на реле компании Агеуа, табл. 7 [9].
Таблица 7
Коммутационные параметры выходных реле, приведенные в спецификации микропроцессорных защит, производимых компанией АвЕУА [9]
Дифференциальная токовая защита MiCOM P541-P546 [9] Производитель: AREVA Параметр, приведенный в технической документации на защиту Наш комментарий
Номинальное напряжение, В 300 1. Простейший расчет показывает,
Длительный ток, А 10 что включающая способность
Кратковременный ток, А (для 3 сек) 30 контактов для постоянного тока
Включающая способность, А (для 250 250А при напряжении 300В составит
30 мс) 75 тыс. Вт, что является чистой
Отключающая способность: фантастикой не только для
- активная нагрузка, пост. ток, Вт миниатюрного реле, но и для более
(для контактов общего применения) 50 мощных промежуточных реле промышленного типа.
- активная нагрузка, пост. ток, Вт 7500
(для усиленных контактов) 2. Отключающая способность контактов миниатюрных реле 7500
- индуктивная нагрузка, пост. ток, Вт 62,5 Вт на постоянном токе при
(для контактов общего применения) напряжении 300В - это такая же фантастика, не имеющая ничего
- индуктивная нагрузка, пост. ток, ВА общего с реальными параметрами
(для усиленных контактов) 2500 реле (см. табл. 1.).
- активная нагрузка, перем. ток, Вт 2500 3. Более высокая отключающая способность контактов на
- смешанная нагрузка, cos ф = 0,7, ВА 2500 постоянном токе для индуктивной нагрузки (62.5 ВА), по сравнению с активной (50 Вт), противоречит теории и практике.
На неоднократные обращения автора в компанию Агеуа с просьбой объяснить эти странные параметры он вначале получал разную информацию, не имеющую отношения к поставленным вопросам, а затем и вовсе перестал получать ответы.
Выводы
1. В настоящее время не существует однозначных доказательств того, что контакты миниатюрных электромагнитных реле, широко используемых в микропроцессорных защитах, работают в допустимых для них режимах и обеспечивают требуемую надежность при включении отключающих катушек выключателей.
2. Производители миниатюрных электромагнитных реле, используемых в микропроцессорных защитах, должны включить в технические спецификации на свои реле такой параметр, как включение без отключения индуктивных нагрузок на постоянном токе напряжением 125 и 250 В в режиме редких коммутаций.
3. Международные стандарты, затрагивающие коммутационную способность контактов реле, должны быть дополнены параметром, оговаривающим включение без отключения индуктивной нагрузки, соответствующей реальным параметрам отключающих катушек выключателей
или мощных промежуточных реле. Эти стандарты должны быть согласованы друг с другом.
4. Предлагается рассмотреть возможность замены параметра т = L/R на параметр, характеризующий “энергию коммутации” для ряда номинальных напряжений.
5. Должен быть разработан стандарт (или отдельный параграф к существующим стандартам) на типовое обозначение набора важнейших параметров коммутационной способности контактов реле, обязательных для указания в технической документации и примеры записи таких параметров в технической спецификации.
6. Требования к испытаниям контактов реле, специально предназначенных для включения отключающей катушки выключателя (IEEE St. C37-90), должны быть приведены в соответствие с реальными условиями эксплуатации. Критерии пригодности контактов в процессе испытаний должны включать анализ их состояния, позволяющий обеспечить требуемую надежность коммутации.
7. Производители микропроцессорных защит должны пересмотреть технические спецификации в части параметров контактов выходных реле и привести их в соответствие с реальностью.
8. Потребители микропроцессорных защит должны более внимательно анализировать спецификации приобретаемого ими оборудования и требовать от производителей протоколы испытаний на соответствие требованиям стандартов.
Summary
Parameters of the subminiature electromagnetic relays used as output elements in microprocessor relay protection, do not correspond to technical specifications on these relay protection. The reasons of this discrepancy are analyzed. Contradictions and discrepancies of the international standards in this area are considered. It is shown, that absence of clearness in standards and mistakes in technical specifications of manufacturers of microprocessor protection do not allow estimating correctly technical parameters and lead to decrease in reliability of relay protection.
Литература
1. Gurevich V. Electric Relays: Principles and Applications. - CRC Press (Taylor & Francis Group), London - New York, 2005. - 704 p.
2. Gurevich V. Nonconformance in Electromechanical Output Relays of Microprocessor-Based Protection Devices Under Actual Operation Conditions. -“Electrical Engineering & Electromechanics”, 2006. - Vol. 1. - pp. 12 - 16.
3. HEA Multicontact Auxiliary. GE Industrial - Multilin, General Electric, Co.
4. Таев И. С. Электрические аппараты. Общая теория. - М.: «Энергия»,
1977.
5. International Standard IEC 61810-7. Electromechanical elementary relays -Part 7: Test and measurement procedures.
6. International Standard IEC 60947-5-1. Low-voltage switchgear and controlgear Part 5-1: Control circuit devices and switching elements. Electromechanical control circuit devices.
7. ANSI/IEEE C37.90-1989. IEEE Standard for Relays and Relay Systems Associated with Electric Power Apparatus.
8. International Standard IEC 60255-5. Electrical Relays - Part 5: Insulation Coordination for Measuring Relays and Protection Equipment - Requirements and Tests.
9. MiCOM P543/4/5/6 Current Differential Relay. Technical Data Sheet P54x/EN TDS/A22. Areva.
Поступила 23.05.2007
