- 1 -

Grup şcolar ,,Mihai Eminescu” Jimbolia

PROIECT PENTRU OBŢINEREA

CERTIFICATULUI

DE COMPETENŢE PROFESIONALE

ÎN CALIFICAREA

“TEHNICIAN ÎN INSTALAŢII ELECTRICE”

Conducător proiect,

Prof. Ing. Garaiman Alis

Elev, Filip Florin Mihai

- 2 -

Studiul releului termic

- 3 -

Cuprins

Argument...........................................................................................................................4

Cap.I Releul. Generalitati..................................................................................................5

1.1 Definitie:.......................................................................................................................5

1.2 Elemente functionale ale unui releu:.............................................................................5

Cap.II Clasificarea releelor si caracteristicile acestora.......................................................7

2.1 Clasificarea releelor:......................................................................................................7

2.2 Caracteristicile si parametrii principali ai releelor:.......................................................8

Cap.3 Relee termice...........................................................................................................12

Bibliografie........................................................................................................................16

- 4 -

Argument

Tema acestui proiect este: Releul termic

Releele reprezinta categoria cea mai importanta de aparate din cuprinsul unei instalatii de

protectie si comanda automata.

La baza functionarii releelor termice sta modificarea proprietatilor fizice ale corpurilor

datorita încalzirii. Cel mai simplu releu termic consta dintr-un tub de sticla închis, prevazut cu

doi electrozi, în interiorul tubului gasindu-se mercur. Închiderea contactului are loc ca urmare a

dilatatiei mercurului, în momentul în care nivelul mercurului aduce în contact electric cei doi

electrozi.

Cele mai raspândite relee termice sunt releele cu bimetal. Dupa modul în care se realizeaza

încalzirea bimetalului se deosebesc relee cu încalziredirecta, indirecta si mixta. La cele cu

încalzire directa curentul electric trece prin bimetal, iar la cele cu încalzire indirecta bimetalul

este încalzit de la un rezistor, prin care trece curentul electric. Releele termice sunt utilizate,în

special,la protectia motoarelor electrice împotrivasupracurentilor de durata.

- 5 -

Cap.I Releul. Generalitati.

1.1 Definitie:

Releul este un aparat de protectie, cu actiune automată, care la o anumită valoare a

parametrului de intrare (mărimea supravegheată) produce modificarea în salt a valorii

parametrului de iesire.

Dintre aceste mărimi cel putin una este de natură electrică. Dacă mărimea de iesire este de

natură electrică, atunci aparatul este un releu indirect. Dacă mărimea de iesire este de natură

mecanică, atunci aparatul este un releu direct (declansatoare).

In figura 1.2 sunt prezentate cateva modele de relee.

Fig.1.2 Exemple de relee

1.2 Elemente functionale ale unui releu:

În cazul general, un releu are trei elemente functionale (figura1.3):

- elementul de receptie (sau elementul sensibil);

- elementul comparator (elementul de măsură si comparare);

- elementul de executie.

- 6 -

Elementul sensibil Elementul comparator Elementul de executie

Figura 1.3 Elemente functionale ale releelor

Elementul de receptie sesizează modificarea mărimii de intrare (de exemplu a curentului

sau atensiunii) la care releul reactionează si, într-o formă oarecare, transmite impulsul primit

elementuluiintermediar. Elementul intermediar măsoară mărimea primită, o compară cu valoarea

stabilită prinreglaj si, dacă aceasta a atins valoarea fixată, transmite actiunea elementului de

executie. Elementul de executie, receptionând impulsul transmis, produce o schimbare bruscă a

mărimii de iesire. Astfel, elementul de executie indeplineste lucrul mecanic specific tipului

respectiv de releu (de exemplu închiderea circuitului de declansare).

- 7 -

Cap.II Clasificarea releelor si caracteristicile acestora

2.1 Clasificarea releelor:

a) După principiul de functionare a elementului de receptie (elementul sensibil ):

- relee electromagnetice;

- relee magnetoelectrice;

- relee electrodinamice;

- relee de inducŃie;

- relee magnetice;

- relee elctrotermice;

- relee electronice.

b) După principiul de func]ionare a elementelor executoare:

- relee cu contacte;

- relee fară contacte (relee magnetice si electronice).

c) După natura mărimii de intrare:

- relee de curent;

- relee de tensiune;

- relee de putere;

- relee de frecventă;

- relee de timp.

d) După felul cum este realizată actiunea fată de o anumită valoare a mărimii de intrare:

- relee maximale: actionează la aparitia sau cresterea mărimii date peste o anumită valoare

maximă;

- relee minimale: actionează la disparitia sau scăderea mărimii date sub valoare limită;

- relee directionale: actionează la schimbarea semnului mărimii date;

- relee diferentiale: actionează când există o diferentă între valorile unei mărimi.

- 8 -

e) După modul de montare în circuitul principal:

- relee secundare, acelea ce sunt conectate prin intermediul transformatoarelor de măsură în

circuitul principal;

- relee primare, acelea ce sunt conectate direct în circuitul principal;

- relee intermediare, acelea ce sunt actionate prin intermediul elementelor executoare ale altor

relee.

f) După modul cum actionează asupra aparatului principal al schemei:

- relee directe, la care elementul de executie actionează direct asupra aparatului principal al

schemei;

- relee indirecte, la care elementul de executie actionează indirect asupra aparatului principal al

schemei (prin închiderea unor contacte din circuitul bobinei de conectare si deconectare a

aparatului principal).

g) Dupa destinatie:

-pentru protectia sistemelor electrice;

-pentru comanda actionarilor,

-pentru automatizari sau telecomunicatii.

2.2 Caracteristicile si parametrii principali ai releelor:

Principala caracteristică a unui releu este caracteristica intrare-iesire, y=f(x), ea

reprezentând legătura, cu caractere discontinue dintre mărimea de intrare x si mărimea de

iesire y.

În figura 2.1 avem următoarele notatii :

- xa reprezintă mărimea de actionare (valoarea limită a mărimii de intrare la care sistemul mobil

al releului se pune în miscare si închide sau deschide contactele );

- xr reprezintă mărimea de revenire (valoarea limită a marimii de intrare la care sistemul mobil

al releului începe să se deplaseze în sens invers sensului deplasării din cazul actionării si

continuă pană la revenirea în pozitia initială de repaos);

- 9 -

- Xf reprezintă valoarea de functionare continuă a mărimii de intrare;

- ymax reprezintă parametrul de iesire corespunzător stării de repaos, la releele fără contacte.

În figura 2.1a este prezentată caracteristica intrare-iesire a unui releu maximal, iar în figura 2.1b

este prezentată caracteristica intrare-iesire a unui releu minimal.

Figura2.1 Parametrii ai releelor

Pentru releul maximal, la variatia mărimii de intrare x, de la zero la xa, mărimea de iesire

rămane nulă (sau egală cu ymin la releele fără contacte). În momentul in care mărimea de intrare

atingevaloarea xa mărimea de iesire y variză brusc, făcand un salt pană la valoarea ymax si

rămâne constant chiar dacă în continuare x creste. În procesul de micsorare a mărimii de intrare

până la valoarea xr,mărimea y rămîne mereu constantă si numai la valoarea xr variază brusc până

la valoarea zero (sau până la ymin).

Raportul xr/xµ = Kr se numeste factor de revenire.

Pentru releele maximale Kr<1 (variază între 0.2 si 0.99), iar pentru cele minimale Kr>1. Cu cât

Kr va avea o valoare mai apropiată de unitate cu atât releul este mai sensibil.

Raportul Xa/Xf =Ks se numeste factor de sigurantă la actionare.

Parametrului de intrare x a îi corespunde o putere de actionare Pa (care pune în miscare

elementul executor), iar parametrului de iesire ymax îi corespunde puterea de comandă Pc

(pentru care elementul executor are stabilitatea necesară) .

- 10 -

Raportul Pc/Ps=Kc, se numeste factor de sigurantă.

La un releu electromagnetic Pa − 0.1·103 W; Kc −5·102 . Aria 2-3-4-5-6 cuprinsă între

curbelede actionare si revenire a caracteristicii y=f(x), (figura 2.1), reprezintă pierderile

corespunzătoare (histerezis) magnetice, electrice, mecanice, si frecării uscate a echipamentului

mobil.

Timpul de actionare ta reprezintă timpul care se scurge din momentul aparitiei semnalului

de intrare, care actionează asupra elementului sensibil, până în momentul actionării complete a

releului.

Se numeste valoarea reglată mărimea (maximală sau minimală) de la care elemental

sensibil intră în actiune.

Eroarea releului reprezintă diferenta dintre valoarea reală de pornire si valoarea reglată.

Relatia de dependentă dintre timpul de actionare si mărimea de intrare defineste

caracteristica de functionare.

Această caracteristică are următoarele forme:

-caracteristică independentă (timpul de actionare a releului nu depinde de valoarea mărimii de

intrare);

-caracteristică dependentă (timpul de actionare al releului se micsorează pe măsură ce valoarea

mărimii de intrare creste);

-caracteristică limitat dependentă (parte initială a curbei este dependentă, iar începând de la o

anumită valoare a mărimii de intrare - X1 – caracteristica devine independentă);

-caracteristică mixtă sau limitat dependentă, cu actionare instantanee la scurtcircuit.

- 11 -

Figura 2.2 Caracteristici ale releelor

- 12 -

Cap.3 Relee termice

Releele termice sunt aparate de protecţie a aparatelor electrice, utilizate pentru

deconectarea circuitelor în caz de suprasarcină.

La baza functionarii releelor termice sta modificarea proprietatilor fizice ale corpurilor

datorita încalzirii. Cel mai simplu releu termic consta dintr-un tub de sticla închis, prevazut cu

doi electrozi, în interiorul tubului gasindu-se mercur. Închiderea contactului are loc ca urmare a

dilatatiei mercurului, în momentul în care nivelul mercurului aduce în contact electric cei doi

electrozi.

Cele mai raspândite relee termice sunt releele cu bimetal. Bimetalul (figura 3.1), este un

ansamblu executat din două lamele metalice (1 si 2) de grosime apropiată sau egală, cu

coeficienti de dilatare, sudate între ele pentru a evita alunecarea una fată de alta, care sub

influenta temperaturii poate efectua o deplasare limitată dezvoltând si o anumită fortă.

Figura 3.1 Lamela bimetalica

1. element activ (a1 ,E1)

2. element pasiv (a2 ,E 2), a2 difera fata de a1;

Unde a1,a 2- coeficienti de dilatare liniară a elementelor component;

E1 ,E2 - modulele de elasticitate ale celor două elemente.

Dupa modul în care se realizeaza încalzirea bimetalului se deosebesc relee cu încalzire:

-directa;

- 13 -

-indirecta;

-mixta.

La cele cu încalzire directa curentul electric trece prin bimetal, iar la cele cu încalzire

indirecta bimetalul este încalzit de la un rezistor, prin care trece curentul electric. Releele termice

sunt utilizate, în special, la protectia motoarelor electrice împotriva supracurentilor de durata.

În figura 3.2 este reprezentat un tip de releu termic tripolar cu întreruperea bruscă a

contactului în vederea evitării formării arcului electric la înterupere, folosind principiul

zăvorului bimetalic. Lamelele bimetalice L actionează prin intermediul unei tije izolante comune

T asupra pârghiei componente B, care eliberează coltarul C provocând astfel deschiderea

contactelor K din circuitul de comandă.

Reglajul se face prin deplasarea articulatiei A, variind astfel distanta întrecapătul tijei T si

pârghia B.

Acest tip de releu are declansarea liberă, la apăsarea pe butonul O, contactele K sunt

mentinute deschise în tot cuprinsul operatiei de dezăvorâre.

Dacă conditiile de declansare există încă, pârghia B este înclinată si coltarul C nu poate reveni în

pozitie normală nemaipermitând închiderea contactelor K.

Figura 3.2 Releu termic tripolar

- 14 -

În figura 3.3 este prezentată schema de principiu după care realizează protectia motoarelor

electrice cu ajutorul releelor termice.

Figura 3.3 Schema de principiu

M = motor asincron;

C = contactor;

1 2 3 e , e , e = sigurante fuzibile;

RT = releu termic;

B0 = buton oprire;

Bp = buton pornir;e

A = ampermetru 10° c.c.

În tabelul 3.1 sunt prezentate punctele caracteristice ce trebuie respectate de către

releele termice.

Curentii de lucru ai releelor termice:

- 15 -

Tabelul 3.1

Curentul reglat I r poate fi orice curent cuprins în scara de reglaj a aparatului, domeniu în

care utilizatorul trebuie să-si încadreze curentul absorbit de motor. Acest domeniu, conform

STAS 4480-1968 este I r = (0.6 -1)I S unde:

I S - este curentul de serviciu al releului termic [A].

Curentul nominal al receptorului (motorului) se citeste pe plăcuta motorului sau se poate

calcula cu relatia:

unde:

P – puterea activă a motorului [kw];

U – tensiunea între faze [V];

µh – randament;

Cos - factor de putere

În general putem lua:

h = 0.9 si cosϕ = 0.8

- 16 -

Bibliografie

1. Popa, A. Aparate electrice de joasă şi înaltă tensiune. Manual pentru licee industriale cu profil de electrotehnică şi şcoli profesionale, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1977

2. Mira, N., ş.a. Instalaţii şi echipamente electrice. Manual pentru clasele a XI-a şi a XII-a, licee industriale cu profil de electrotehnică şi şcoli profesionale, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1994

3. Bâzdoacă, N. G. Iniţiere în Internet, E-mail şi Chat, Editura Arves, Craiova, 2002

4. Mareş, Fl., ş.a. Aparate electrice. Auxiliar curricular pentru clasa a XI-a, Editura PaxAura Mundi, 2007

5. Mareş, Fl., ş.a. Maşini electrice. Manual pentru clasa a XI-a, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 2007

6. Dinculescu, P. Instalaţii electrice industriale de joasă tensiune, Editura MatrixRom, 2003