Структурная схема устройств релейной защиты

В. Н. КОПЬЕВ

Р е л е й н а я з а щ и т а

П р и н ц и п ы в ы п о л н е н и я и п р и м е н е н и я

Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета

Издательство

Томского политехнического университета

УДК 621.316.925(075.8)

ББК 31.27-05.я73 К659

КОПЬЕВ В.Н.

Релейная защита. Принципы выполнения и применения: учебное пособие. - Томск: Изд-во Томского политехниче- ского университета, 2009. - 153 с.

В пособии приведены сведения о принципах выполнения и алго- ритмах функционирования основных устройств релейной защиты электроэнергетических систем. Приводятся общие сведения по ис- пользованию устройств релейной защиты линий, генераторов, транс- форматоров, электродвигателей, шин.

Пособие подготовлено в Электротехническом институте ТПУ и ори- ентировано на студентов электроэнергетических специальностей

УДК621.316.925(075.8)

ББК31.27-05.я73

Рецензенты

Доктор технических наук, профессор Уральского государственного технического университета

А.В.Паздерин

Начальник службы релейной защиты и автоматики Томского регионального диспетчерского управления Н.А.Панков

©Копьев В.Н., 2009

©Томский политехнический университет, 2009

©Оформление. Издательство Томского политехнического университета, 2009

Содержание

1 Введение 6

Назначение релейной защиты и автоматики 7

Требования к релейной защите 10

Структурная схема устройств защит 11

Основные алгоритмы функционирования защит 12

2 .Измерительные преобразователи 15

Назначение 16

Особенности работы трансформаторов тока в схемах релейной 17

защиты

Трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты 21

3 Основные алгоритмы функционирования защит с относитель-

ной селективностью 25

Классификация защит 26

Максимальные токовые защиты 26

Схема включения трансформаторов тока и токовых ре- 42

ле

Пример выполнения схемы максимальной токовой за- 45

щиты

Расчет параметров максимальной токовой защиты 46

Максимальная токовая защита с блокировкой по напряжению 52

Токовые отсечки 55

Принцип действия токовой отсечки 55

Токовые ступенчатые защиты 56

Пример выполнения схемы токовой ступенчатой защи- 58

ты

Максимальные токовые направленные защиты 62

Варианты выполнения реле мощности 63

Расчет параметров 67

Схемы максимальных токовых направленных защит 69

Дистанционная защита 72

Принцип действия 72

Характеристики измерительных органов дистанцион- ной защиты

Выполнение измерительных органов дистанционной 76

защиты

Структурная схема дистанционной защиты 80

Принципы выполнения блокировки от качаний 81

Выбор параметров срабатывания дистанционной защи- 81

ты

4 Основные алгоритмы функционирования защит с абсолютной селективностью 84

	4.1 Продольная дифференциальная защита
4.2 Поперечная дифференциальная защита
4.3 Дифференциально-фазная высокочастотная защита
	Особенности защиты основного электрооборудования энерго-
	систем
	5.1 Защита трансформаторов и автотрансформаторов
	5.1.1 Выбор типа защит
	5.1.2 Защита от внутренних повреждений
	5.1.3 Токовая отсечка
	5.1.4	Дифференциальная защита
	5.1.5	Выполнение измерительного органа защиты на реле РНТ 565
	5.1.6	Дифференциальное реле тока типа РСТ 15
	5.1.7	Дифференциальное реле тока с торможением типа ДЗТ
	5.1.8	Защита трансформаторов на реле типа RET 316
	5.1.9	Газовая защита
	5.1.10	Защита от внешних замыканий
	5.1.11	Максимальная токовая защита
	5.1.12	Максимальная токовая защита с блокировкой по на-
		пряжению
	5.1.13	Токовая защита обратной последовательности
	5.1.14	Дистанционная защита
	5.1.15	Защита от внешних замыканий на землю
	5.1.16	Защита от перегрузок
	5.1.17	Пример выполнения схемы защиты трансформатора
5.2	Защита	генераторов

Виды повреждений и ненормальных режимов работы генераторов

Защита генераторов от внутренних повреждений 125

Поперечная дифференциальная защита 126

Продольная дифференциальная защита 127

Защита от замыканий на землю 128

Защиты от внешних коротких замыканий 131

Максимальная токовая защита с блокировкой по на- пряжению

Токовая защита обратной последовательности 133

Дистанционная защита 136

Защита от повышения напряжения 137

Пример выполнения защиты турбогенератора 138

Защита электродвигателей 139

Виды повреждений и ненормальных режимов работы электродвигателей

Защита электродвигателей от междуфазных замыка- ний

Защита от перегрузок 143

Защита от потери питания 144

Пример схемы защиты электродвигателя 145

Защита шин 146

Дифференциальная защита 147

Литература 152

1. Введение

Назначение релейной защиты и автоматики

Требования к релейной защите

Назначение

Измерительные преобразователи являются общими элементами для всех схем релейной защиты. Их основное назначение изолировать цепи высокого напряжения от вторичных цепей защиты и преобразовать входные величины в величины, удобные для измерений. К наиболее распространенным относятся электромагнитные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Трансформаторы тока рассчитываются на получение вторичных токов величиной 5A или 1 A , при помощи транс- форматоров напряжения получают вторичные напряжения 100 В или

100 В .

В качестве примера на Рис.8 показан внешний вид низковольтного ка- бельного и высоковольтного трансформаторов тока.

а) б)

Рис. 8 Трансформаторы тока:

а) низковольтный кабельный трансформатор тока; б) трансформатор тока на напряжение 220 кВ

Особенности работы трансформаторов тока в схемах релейной

защиты

Конструктивно трансформатор тока представляет собой стальной сер-

дечник с двумя обмотками: первичной

w1 и вторичной

w2 (Рис.9).

Рис.9 Устройство трансформатора тока

При протекании тока по первичной обмотке трансформатора тока соз- дается магнитный поток, который наводит во вторичной обмотке, замк-

нутой на сопротивление нагрузки, ток

I 2 . Для идеального трансформа-

тора тока сумма намагничивающих сил обмоток равна нулю:

I1w1 + I 2w2 = 0,

отсюда

I 2 = -

I1 .

Отношение чисел витков обмоток называется витковым коэффициентом трансформации трансформатора тока:

nв = w2 w1.

Отношение первичных и вторичных номинальных токов называется номинальным коэффициентом трансформации трансформатора тока.

nТТ

= I1ном .

I 2ном

Из-за потерь в стали сердечника значения виткового и номинального коэффициентов трансформации трансформаторов тока различны. Для

рассмотрения причин, вызывающих эту разницу, обратимся к схеме за- мещения трансформатора тока (Рис.10).

Первичный ток

I1 проходит сопротивление

z1 и далее разветвляется по

двум параллельным ветвям. На нагрузку поступает вторичный ток

I 2 ,

по ветви намагничивания замыкается ток

I нам = I1 - I 2 , называемый

током намагничивания. Введение ветви намагничивания в схему заме- щения трансформатора тока позволяет учесть погрешности при реаль- ном процессе трансформации.

Рис.10 Схема замещения трансформатора тока

Таким образом, соотношение первичного и вторичного токов имеет вид:

uur

I 2 =

I 1 - I нам ,

nТТ

то есть реальный трансформатор тока имеет погрешности.

Различают следующие виды погрешностей.

Токовая погрешность определяет разницу между измеренным модулем тока и его фактическим значением:

f = I1 -I 2 ×100 %.

1 I1

Фазовая погрешность определяет угол сдвига вторичного тока относи- тельно первичного.

Из схемы замещения следует, что величина погрешности зависит от

значения сопротивления ветви намагничивания

zнам и от его соотноше-

ния с сопротивлением нагрузки

zн .Сопротивление намагничивания оп-

ределяется конструкцией трансформатора тока, характеристикой стали

сердечника и кратностью первичного тока. Увеличение первичного тока

приводит к насыщению стали и уменьшению сопротивления

zнам , что

приводит к росту погрешности. Если увеличивать нагрузку при неиз- менном первичном токе, то также происходит увеличение погрешности.

Для примера в Табл.1 приведена классификация трансформаторов тока. Допустимые погрешности, приведенные в таблице, соответствуют на- грузкам вторичной обмотки не выше номинальных, и при вторичном токе, не превышающем 120 % номинального значения

Трансформаторы тока, предназначенные для питания схем релейной защиты, работают в режиме коротких замыканий или перегрузок обору- дования, когда первичные токи значительно превышают номинальные. Такие условия работы связаны с увеличенным значением погрешностей. И хотя сердечники трансформаторов тока для устройств релейной за- щиты выполняют из высококачественной электротехнической стали, насыщающейся при больших кратностях тока, обязательным условием возможности использования трансформатора тока является его провер- ка на допустимую погрешность.

Согласно нормативным требованиям, погрешность трансформаторов тока в режиме работы защиты не должна превышать 10%. Рекомендует- ся следующий порядок выбора трансформаторов тока:

1.Определяется рабочий ток защищаемого объекта

I раб .

2.По найденному значению тока и номинальному напряжению выбира- ется трансформатор тока.

3.Определяется максимально возможное значение тока повреждения

защищаемого объекта

I k max .

4.Рассчитывается кратность тока короткого замыкания как отношение

k =I k max .

I раб

5. На основании технической документации поставщика оборудования или справочных материалов и найденной кратности первичного тока

определяется допустимая нагрузка тора тока.

zндоп

для выбранного трансформа-

6. Рассчитывается фактическая нагрузка трансформаторов тока и сравнивается с допустимой.

zнфакт

7. Если

zндоп ³ zнфакт считается, что трансформатор тока удовлетворя-

ет требованиям точности и его можно использовать для данной схемы защиты.

Если

zндоп < zнфакт , то необходимо принять меры для уменьшения на-

грузки. В качестве таких мер можно назвать следующие:

- выбор трансформатора тока с увеличенным значением коэффициента трансформации;

- увеличение сечения контрольного кабеля;

- использование вместо одного трансформатора тока группу трансфор- маторов, соединенных последовательно.

Фактическую нагрузку трансформаторов тока можно рассчитать по вы- ражению:

zнфакт =z р +zпр +zкаб +zпер ,

где

z р – сопротивление реле;

zпр – сопротивление приборов;

zкаб –

сопротивление контрольного кабеля;

zпер

– сопротивление переходных

контактов. Сложение полных и активных сопротивлений для упроще- ния расчетов допускается производить арифметически. В трехфазной сети необходимо дополнительно учесть схему соединения трансформа- торов тока и вид короткого замыкания.

Трансформаторы тока, в отличие от силовых трансформаторов, работа- ют в условиях, близких к режиму короткого замыкания вторичных вы- водов. При размыкании вторичной обмотки весь первичный ток перехо- дит в ветвь намагничивания, и трансформатор тока переходит в режим глубокого насыщения, (Рис.11).

Режим насыщения сопровождается нагревом магнитопровода и возник- новением опасных перенапряжений на вторичных зажимах, что недо- пустимо по условиям изоляции вторичных цепей.

С учетом сказанного работа трансформатора тока с разомкнутой вто- ричной обмоткой недопустима, а работа с закороченной является част-

ным случаем нормальной работы. По условиям электробезопасности вторичные обмотки трансформаторов тока заземляются.

Рис.11 Кривые изменение во времени тока I, ампервитков, индукции B и э.д.с. E у трансформатора тока c разомкнутой вторичной обмоткой.

Трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты

Трансформатор напряжения представляет собой сердечник, набранный из пластин электротехнической стали, с размещенными на нем первич- ной и вторичной обмотками (Рис.12)

Рис.12 Устройство трансформатора напряжения

Первичная обмотка

w1,имеющая большое число витков (несколько ты-

сяч), подключается параллельно силовой сети, к вторичной обмотке w2

подключаются измерительные приборы, цепи защит и сигнализации.

Преобразование напряжения U1

до величины U 2

определяется соотно-

шением витков первичной и вторичной обмоток:

U1 =w1 U 2 w2

Отношение чисел витков обмоток называется коэффициентом транс- формации трансформатора напряжения:

nтн

=w1

w2

Трансформаторы напряжения выполняются в однофазном и трехфазном исполнении. В зависимости от требуемой информации однофазные трансформаторы могут соединяться в различные схемы (Рис.13).

Рис.13 Схемы соединения однофазных трансформаторов напряжения

Для получения одного междуфазного напряжения используется схема, представленная на Рис13,б; для получения двух или трех междуфазных напряжений применяется схема неполной звезды (Рис.13,сСС).

На Рис.13,а приведено соединение трех трансформаторов напряжения в схему звезды. Эта схема используется для получения информации о фазных или междуфазных напряжениях.

Для получения напряжения нулевой последовательности наряду с фаз- ным и междуфазным применяются трансформаторы напряжения, имеющие две вторичные обмотки. Одна из вторичных обмоток соеди- няется в звезду, другая - в разомкнутый треугольник (Рис.14).

Вторичные обмотки трансформаторов напряжения обязательно зазем- ляются для обеспечения безопасности персонала при попадании высо- кого напряжения во вторичные цепи. При соединении вторичной об- мотки в звезду заземляется нулевая точка, в других случаях - один из фазных проводов.

Рис.14 Схема соединения обмоток трансформаторов с двумя вторичными обмотками

Для защиты от коротких замыканий во все незаземленные вторичные цепи трансформаторов напряжения устанавливаются предохранители или автоматические выключатели.

Трансформаторы напряжения имеют две погрешности:

1.Погрешность по напряжению, под которой понимается отклонение действительного значения коэффициента трансформации от его номи- нального значения.

2.Погрешность по углу

В зависимости от погрешностей трансформаторы напряжения подраз- деляются на классы точности. В Табл.2 приведена классификация трансформаторов в зависимости от класса точности.

В зависимости от нагрузки один и тот же трансформатор напряжения может работать в разных классах точности.

Поэтому в паспортных данных указывается два значения мощности:

- номинальная, при которой трансформатор работает в гарантированном классе точности;

- предельная, при которой нагрев обмоток не выходит за допустимые пределы.

Кроме основных погрешностей на точность измерений оказывает влия- ние падение напряжения в контрольном кабеле. Величина потерь норми- руется, так, для цепей релейной защиты она не должна превышать 3 %.

В Ы В О Д Ы

1. Трансформаторы тока и напряжения предназначены для преобразо- вания первичной информации о токе и напряжении в величины, удобные для измерений и безопасные для обслуживающего персонала.

2. Нормальными режимами работы для трансформаторов тока явля- ется режим короткого замыкания, а для трансформаторов напряже- ния - режим холостого хода.

3. Трансформаторы тока, предназначенные для питания схем релейной защиты, работают в условиях больших кратностей первичного тока, что приводит к увеличенному значению погрешностей.

3. Основные алгоритмы функционирования защит с относительной селективностью

Классификация защит

Максимальные токовые защиты

Пример выполнения максимальной токовой защиты

Расчет параметров максимальной токовой защиты

Максимальная токовая защита с блокировкой по напряжению

Токовые отсечки

Принцип действия токовой отсечки

Токовые ступенчатые защиты

Пример выполнения токовой ступенчатой защиты

Варианты выполнения реле мощности

Расчет параметров

Дистанционная защита

Принцип действия

Классификация защит

К защитам с относительной селективностью относятся максимальные токовые защиты, максимальные токовые направленные защиты, токо- вые отсечки, защиты минимального или максимального напряжения, дистанционные защиты.

Максимальные токовые защиты

Пример выполнения максимальной токовой защиты

Полупроводниковые реле

I вр

I

kв= .

ср

В настоящее время выпускается большое количество статических реле различных модификаций. Однако принцип их действия практически одинаков и сводится к сравнению подводимого измеряемого сигнала с опорным (Рис.19).

Рис.19 Структурная схема статического реле защиты

Реле состоит из следующих основных блоков:

1.Входной преобразователь ВП содержит измерительный преобразова- тель, на вход которого подается сигнал от трансформаторов тока защи- щаемого объекта. Измерительные преобразователи представляют собой промежуточные трансформаторы или трансреакторы, которые транс- формируют входной сигнал до величины, определяемой условиями управления операционными усилителями. Одновременно преобразова- тели отделяют полупроводниковую часть реле от вторичных цепей за- щищаемого объекта. Наряду с основными функциями они решают зада- чу защиты реле от высокочастотных наводок. Пример простейшего пре- образователя тока представлен на Рис.20.

Рис.20 Преобразователь тока с выпрямителем

2.Для получения нужной характеристики реле выходной сигнал, пода- ваемый с преобразователя, необходимо подвергнуть специальной обра- ботке в узле формирования УФ. Способ и объем такой обработки опре- деляется конкретным типом реле.

Типовые звенья УФ и их характеристики рассмотрены ниже.

Повторитель напряжения. Повторитель напряжения образуется пу- тем соединения выхода операционного усилителя с его инвертирущим входом (Рис.21).Подобный вид обратной связи называют 100% отрица- тельной обратной связью. Для схемы характерно высокое входное со- противление и малое выходное. Повторитель напряжения обычно включают между источником сигнала и нагрузкой с целью исключить влияние нагрузки на выходное напряжение источника.

Рис.21 Повторитель напряжения

Коэффициент усиления повторителя напряжения kU

=Uвых

Uвх = 1 .

Инвертирующий усилитель. Схема простейшего инвертирующего усилителя показана на Рис.22.

Рис.22 Инвертирующий усилитель

Коэффициент усиления схемы определяется соотношением сопротивле-

ний в цепях входа и обратной связи

kU = - R2

R1 . Это соотношение с

достаточной степенью точности может быть применено к реальным операционным усилителям.

Инвертирующий усилитель применяется в основном в тех случаях, ко- гда нужен усилитель, к которому не предъявляются требования высоко- го входного сопротивления, и когда нужно проинвертировать или про- суммировать несколько входных сигналов.

Неинвертирующий усилитель. Схема неинвертирующего усилителя показана на Рис.23.

Рис.23 Неинвертирующий усилитель

Входной сигнал подается на неинвертирующий вход операционного усилителя. На инвертирующий вход подается часть выходного напря- жения с помощью отрицательной обратной связи и резистивного дели- теля. Коэффициент усиления схемы с идеальным операционным усили-

R

телем может быть определен из выражения kU

= 1 + 2 .

R1

Благодаря высокому входному сопротивлению неинвертирующий уси- литель часто применяют в качестве масштабирующего усилителя.

Усилители-ограничители. В реле защиты часто требуется ограничить уровень выходного напряжения. Ограничения можно выполнить за счет включения в цепь обратной связи параллельно сопротивлению двух встречно включенных стабилитронов (Рис.24).

При подъеме выходного напряжения более

Uст + 0,7В

сопротивление

обратной связи шунтируется и рост выходного напряжения прекраща- ется.

Схемы сумматоров. Выходное напряжение в схеме сумматора пропор- ционально сумме входных напряжений. Они обладают малым собствен- ным потреблением и успешно применяются в схемах формирователей сигналов. В качестве примера на Рис.25 показана схема сумматора для трех сигналов на основе инвертирующего усилителя.

Рис.24 Усилитель-ограничитель

Рис.25 Схема сумматора

Выходное напряжение для этой схемы

Uвых =

R1 + U 2

R2+ U 3

R3)ROC .

Активные фильтры. Активные фильтры часто применяются в технике релейной защиты в силу своей простоты при настройке, отсутствии не- линейных индуктивностей, малых габаритов и потребления.

В силу своего назначения могут выполняться как фильтры нижних час- тот ФНЧ, фильтры верхних частот ФВЧ, полосовые фильтры ПФ, ре- жекторные фильтры РФ. На Рис.26 показаны примеры амплитудно- частотных характеристик таких фильтров, представляющих собой зави- симость выходного напряжения от частоты входного.

На каждой их характеристик могут быть выделены три полосы частот: а

- полоса пропускания, где выходное напряжение имеет наибольшее зна- чение; с - полоса подавление, где выходное напряжение минимально; b - переходная полоса, полоса частот в пределах которой выходное напря- жение меняется от максимального до минимального значения или на- оборот. Чем уже переходная характеристика, тем ближе характеристика фильтра к идеальной.

Рис.26 Амплитудно-частотные характеристики активных фильтров

В реле защиты широко применяются активные фильтры второго поряд- ка, в которых содержится два RC-звена. Такой выбор считается опти- мальным с точки зрения функциональных возможностей фильтра С и обеспечения требований быстродействия защиты. На Рис.27 представ- лены примеры фильтра нижних частот с многопетлевой обратной связи и полосно-пропускающего фильтра.

а)

б)

Рис.27 Примеры активных фильтров:

а) фильтр нижних частот с многопетлевой обратной связью; б) полосно-пропускающий фильтр.

Описанные схемы охватывают только часть наиболее часто встречаю- щихся вариантов выполнения блоков узла формирования.

3.В схеме сравнения СС сформированные сигналы измерительного тракта сравниваются с опорным напряжением, называемым уставкой реле. Для срабатывания реле необходимо, чтобы входной сигнал превы- сил заданное значение опорного сигнала. В релейной защите в качестве элементов схемы сравнения широко используются компараторы. На- пряжение на выходе компаратора находится на одном из двух фиксиро- ванных уровней: на верхнем, если напряжение на неинвертирующем входе компаратора больше напряжения на инвертирующем входе; и на нижнем, при противоположных соотношениях напряжений.

Для работы в качестве компаратора может быть применен обычный операционный усилитель. Одна из типовых схем компаратора приведе- на на Рис.28.

Рис.28 Пример выполнения компаратора для однополярных сигналов

На первый вход подается измеряемый сигнал, на второй - опорный. Ес- ли измеряемое напряжение меньше опорного, то на выходе схемы дер- жится максимальное выходное напряжение, совпадающее по знаку с опорным. Как только измеряемое напряжение превысит опорное поляр- ность выходного сигнала меняется на противоположную. Диоды защи- щают входы операционного усилителя от повышенных значений разно- сти сравниваемых напряжений.

Приведенная схема обладает существенным недостатком, который про- является в случае примерного равенства сравниваемых напряжений - неустойчивость опрокидывания. Для устранения "дребезга" компарато- ра широко применяется схема инвертирующего триггера Шмитта, Рис.29. Триггер Шмитта представляет собой компаратор с одним зазем- ленным входом, заданным опорным напряжением и положительной об- ратной связью.

Рис.29 Триггер Шмитта и его передаточная характеристика

Передаточная характеристика такой схемы имеет четко выраженный "релейный" характер.

4.Выходная часть ВЧ выполняется с помощью электромагнитного или герконового реле. Одна из возможных схем выходной части статическо-

го реле показана на Рис.30. На один из концов обмотки реле

К1 подает-

ся "плюс" оперативного тока 220 В, а другой подключается к коллекто-

ру транзистора нения.

V T1 . Транзистор управляется сигналом от схемы срав-

Рис.30 Схема выходной части статического реле

5.Для питания полупроводниковых элементов на схему реле должно

быть подано напряжение ± 15В . Если источником оперативного пита-

ния является аккумуляторная батарея на 220В,то применяются специ- альные интегральные микросхемы, или питание может быть организо- вано с помощью стабилитронов, Рис. 31.

Рис.31 Схема питания реле от сети постоянного оперативного тока 220В

В качестве примера на Рис.32 приведена структурная схема токового реле типа РСТ-13, выпускаемого отечественной промышленностью.

Ток от трансформаторов тока через промежуточный трансформатор

TLA подается на выпрямительный мост

V1, работающий на активную

нагрузку

R1 . Далее контролируемый сигнал в виде выпрямленного на-

пряжения, пропорционального току, поступает на инвертирующий вход

однопорогового компаратора

A1 . На неинвертирующий вход компара-

тора подается опорный сигнал с блока задания уставок. Блок задания уставок представляет собой делитель напряжения с переключателями, которыми шунтируются резисторы делителя. При изменении положе- ния переключателей изменяется доля напряжения, подаваемая на вход компаратора. Если значение поступающего сигнала меньше опорного, то конденсатор C заряжен положительным напряжением насыщения

усилителя

A1 , примерно на 1-2 В отличающимся от уровня напряжения

питания, до напряжения стабилизации стабилитрона

VD3 . На выходе

компаратора

A2 напряжение отрицательно, и транзистор V T1 закрыт.

Рис.32 Структурная схема реле тока типа РСТ 13

При увеличении входного сигнала до значения больше опорного на-

пряжения компаратор

A1 меняет свое состояние, конденсатор переза-

ряжается через сопротивление

R2 , на выходе компаратора

A2 появля-

ется напряжение положительной полярности, транзистор ется, реле срабатывает.

V T1

открыва-

Времязадающая цепочка, содержащая резисторы

R2, R3 , конденсатор C

и стабилитрон VD3

обеспечивает отстройку реле от помех, приводящих

к кратковременному опрокидыванию компаратора

A1 . Положительная

обратная связь усилителя

A2 , выполненная на резисторах

R4, R5 , обес-

печивает гистерезис в переходной характеристике для исключения не- определенности момента переключения, т.е. для предотвращения "дре- безга".

По своим техническим данным реле типа РСТ 13 близко к электромаг- нитным реле. Так коэффициент возврата превышает 0,9 , время дейст-

вия при 1, 2Iсрр

не более 60 мс, при 3Iсрр

- не более 35 мс.

Микропроцессорные реле тока

Цифровое реле тока имеет много общего с цифровыми реле различного назначения и структурно его можно но представить в виде, представ- ленном на Рис.33.

Общими для всех цифровых реле являются входные преобразователи, аналого-цифровые преобразователи АЦП, один или несколько микро- процессоров для обработки поступившей информации, клавиатура, дис- плей, блок питания и выходной блок.

Рис.33 Структурная схема цифрового реле тока

Входные преобразователи обеспечивают гальваническую развязку схемы реле от внешних цепей, нормируют входной сигнал и выполняют его предварительную фильтрацию.

Аналого-цифровой преобразователь АЦП выполняет преобразование мгновенного значения входного сигнала в пропорциональное ему циф- ровое значение. Процесс перехода от аналогового сигнала к дискретно- му называется квантованием сигнала, Рис.34. Квантование всегда про- исходит с некоторой потерей информации из-за того, что для точного восстановления первоначального сигнала из его дискретного представ- ления частота выборок должна по крайней мере вдвое превышать самую высокочастотную гармоническую составляющую входного сигнала и, соответственно, из входного сигнала должны быть исключены все гар- моники с частотой, более высокой чем частота квантования. В устрой- ствах релейной защиты и автоматики применяют АЦП с частотой вы- борок от 600 до 2000 Гц.

Рис.34 Квантование входного сигнала

x(t) - входной аналоговый сигнал; T1 - время дискретизации.

Блок питания предназначен для обеспечения стабилизированным на- пряжением всех узлов реле, независимо от возможных изменений пи- тающей сети. Блок питания может работать от сети постоянного или пе- ременного тока.

Дисплей и клавиатура позволяют оператору получить информацию от устройства, изменить режим его работы, вводить информацию в реле. Дисплей и клавиатура в цифровых реле реализуются в максимально уп- рощенном виде: дисплей – цифробуквенный, однострочный; клавиатура

– несколько кнопок.

Выходной блок формирует дискретный сигнал управления на защи- щаемый объект с гальванической развязкой коммутируемых цепей.

Микропроцессор является управляющим и решающим блоком реле. Программа его работы хранится в постоянном запоминающем устрой- стве ПЗУ. Для хранения промежуточных результатов вычислений при- меняется оперативное запоминающее устройство ОЗУ.

Определение