POLITECHNIKA OPOLSKA

METODY KOMPUTEROWE BADAŃ URZĄDZEŃ - LABORATORIUM

TEMAT: Badanie czasu zadziałania przekaźnika napięciowego RET -410

PROWADZĄCY: dr. inż. Andrzej Włóczyk

Adam Czech

W1L1P1

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było badanie czasu zadziałania przekaźników napięciowych, obliczenie ∆t oraz r_t. Wyniki pomiarów powinny zostać zapisane w tabelach, a ćwiczenie przeprowadzone w dwóch członach:

• Człon nadnapięciowy

• Człon podnapięciowy

1. Teoria

Przekaźniki napięciowe, to przekaźniki pomiarowe, reagują one na obniżenie się napięcia poniżej wartości ustawionej w wypadku przekaźnika podnapięciowego i wzrostu napięcia powyżej wartości nastawionej w przypadku przekaźnika nadnapięciowego.

Przekaźnik podnapięciowy zadziała z chwilą zmniejszenia się napięcia poniżej wartości nastawionej na podziałce lub gdy nastąpi zanik napięcia. Następuje wówczas zamknięcie styku, aby zestyk rozwarł się napięcie musi osiągnąć wartość określoną współczynnikiem powrotu.

Współczynnik powrotu określa się wzorem:

$$\mathbf{k}_{\mathbf{p}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{U}_{\mathbf{p}}}{\mathbf{U}_{\mathbf{r}}}$$

U_p – napięcie powrotu przekaźnika,

U_r – napięcie rozruchowe przekaźnika.

W przypadku przekaźnika nadnapięciowego zamknięcie zestyku następuje z chwilą wzrostu napięcia ponad wartość zadaną (wzbudzenie przekaźnika). Gdy wartość zmaleje do wartości określonej współczynnikiem powrotu, następuje powrót do położenia początkowego.

1. Przekaźnik napięciowy mikroprocesorowy

W ćwiczeniu wykorzystany został przekaźnik mikroprocesorowy RET-410. Przekaźnik ten jest urządzeniem cyfrowym, które kontroluje wartość skuteczną napięcia pomiarowego U w przedziale określonym przez górną U2 i dolną U1 wartość nastawczą napięcia rozruchowego.

Zakres nastawczy górnej i dolnej wartości napięcia rozruchowego:

U1 = (9,9 … 0,95xU2)V

U2 = (10,4 … 99,9)V

Klasa dokładności przekaźnika napięciowego RET – 410 wynosi:

2,5%

Czas własny zadziałania przekaźnika:

< 100 [ms]

Czas powrotu:

<100 [ms]

Rysunek 1 Przekaźnik napięciowy mikroprocesorowy RET – 410

1. Schemat przekaźnika napięciowego RET – 410

Rysunek 2 Schemat układu pomiarowego do sprawdzenia zabezpieczenia napięciowego RET – 410

1. Początkowa konfiguracja urządzenia

Na potrzeby ćwiczenia parametry zostały ustawione odpowiednio:

• U1 = 20 V

• U2 = 60 V

• t1 = t_nast

• t2 = t _nast.

1. Badanie członu nadnapięciowego

Czas zadziałania należy mierzyć od momentu załączenia dodatkowego napięcia dla zabezpieczenia nadnapięciowego – do zamknięcia zestyku zwłocznego.

Dla każdego nastawienia zostały wykonane trzy pomiary, a wyniki zostały zapisane w tabeli.

Tabela 1 Tabela wynikowa pomiarów dla członu nadnapięciowego

tnast [s]	tpom [s]	tpom śr [s]
0,1	0,127	0,126
	0,126
	0,124
0,2	0,238	0,238
	0,237
	0,239
0,5	0,537	0,536
	0,536
	0,534
1,0	1,036	1,036
	1,037
	1,036
2,0	2,034	2,036
	2,036
	2,035
5,0	5,038	5,036
	5,036
	5,035
10,0	10,037	10,039
	10,039
	10,039
20,0	20,038	20,38
	20,039
	20,038

Na podstawie pomiarów wyznaczony został uchyb względny podziałki członu czasowego oraz rozrzut względny:

Uchyb względny

$$\mathbf{t =}\frac{\mathbf{t}_{\mathbf{\text{pom}}}\mathbf{-}\mathbf{t}_{\mathbf{\text{nast}}}}{\mathbf{t}_{\mathbf{\text{nast}}}}\mathbf{*100\%}$$

Rozrzut względny

$$\mathbf{r}_{\mathbf{1}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{t}_{\mathbf{\text{r\ max}}}\mathbf{-}\mathbf{t}_{\mathbf{\text{r\ min}}}}{\mathbf{t}_{\mathbf{\text{nast}}}}\mathbf{*100\%}$$

Po dokonaniu obliczeń wyniki zostały umieszczone w tabeli poniżej:

Tabela 2 Tabela wynikowa

tnast [s]	∆t [%]	rt [%]
0,1	26	3
0,2	19	1
0,5	7,2	0,6
1,0	3,6	0,1
2,0	1,8	0,05
5,0	0,72	0,06
10,0	0,39	0,02
20,0	0,19	0,005

1. Badanie członu podnapięciowego

Badanie należy rozpocząć od momentu wyłączenia obwodu napięciowego.

Dla każdego nastawienia zostały wykonane trzy pomiary, a wyniki zostały zapisane w tabeli.

Tabela 3 Tabela wynikowa pomiarów dla członu podnapięciowego

tnast [s]	tpom [s]	tpom śr [s]
0,1	0,132	0,134
	0,135
	0,135
0,2	0,239	0,235
	0,231
	0,236
0,5	0,536	0,536
	0,536
	0,536
1,0	1,036	1,034
	1,032
	1,034
2,0	2,036	2,036
	2,036
	2,035
5,0	5,035	5,032
	5,031
	5,030
10,0	10,036	10,036
	10,037
	10,34
20,0	20,032	20,034
	20,033
	20,036

Na podstawie pomiarów wyznaczony został uchyb względny podziałki członu czasowego oraz rozrzut względny:

Uchyb względny

$$\mathbf{t =}\frac{\mathbf{t}_{\mathbf{\text{pom}}}\mathbf{-}\mathbf{t}_{\mathbf{\text{nast}}}}{\mathbf{t}_{\mathbf{\text{nast}}}}\mathbf{*100\%}$$

Rozrzut względny

$$\mathbf{r}_{\mathbf{1}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{t}_{\mathbf{\text{r\ max}}}\mathbf{-}\mathbf{t}_{\mathbf{\text{r\ min}}}}{\mathbf{t}_{\mathbf{\text{nast}}}}\mathbf{*100\%}$$

Po dokonaniu obliczeń wyniki zostały umieszczone w tabeli poniżej:

Tabela 4 Tabela wynikowa

tnast [s]	∆t [%]	rt [%]
0,1	34	3
0,2	17,5	4
0,5	7,2	0
1,0	3,4	0,4
2,0	1,8	0,05
5,0	0,64	0,1
10,0	0,36	0,03
20,0	0,17	0,17

1. Wnioski

Po przeprowadzeniu ćwiczenia można stwierdzić, że różnice czasowe przy dokonaniu trzech pomiarów dla jednego t_nast są niewielkie i mieszczą się w granicy 0,003 [s]. Można również zaobserwować , iż uchyb względny ∆t maleje, gdy t_nast rośnie. Czyli gdy wydłuża się czas działania uchyb staje się coraz mniejszy.