Материал: РЗА Копьев

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 встречающихся 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 превысил заданное значение опорного сигнала. В релейной защите в качестве элементов схемы сравнения широко используются компараторы. Напряжение на выходе компаратора находится на одном из двух фиксированных 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 приведена на Рис.28.

35

Рис.28 Пример выполнения компаратора для однополярных сигналов

На первый вход подается измеряемый сигнал, на второй - опорный. Если измеряемое напряжение меньше опорного, то на выходе схемы держится максимальное выходное напряжение, совпадающее по знаку с опорным. Как только измеряемое напряжение превысит опорное полярность выходного сигнала меняется на противоположную. Диоды защищают входы операционного усилителя от повышенных значений разности сравниваемых напряжений.

Приведенная схема обладает существенным недостатком, который проявляется в случае примерного равенства сравниваемых напряжений - неустойчивость опрокидывания. Для устранения "дребезга" компаратора широко применяется схема инвертирующего триггера Шмитта, Рис.29. Триггер Шмитта представляет собой компаратор с одним заземленным входом, заданным опорным напряжением и положительной обратной связью.

Рис.29 Триггер Шмитта и его передаточная характеристика

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

36

4. Выходная часть ВЧ выполняется с помощью электромагнитного или герконового реле. Одна из возможных схем выходной части статического реле показана на Рис.30. На один из концов обмотки реле К1 подает-

ся "плюс" оперативного тока 220 В, а другой подключается к коллектору транзистора VT1. Транзистор управляется сигналом от схемы срав-

нения.

Рис.30 Схема выходной части статического реле

5. Для питания полупроводниковых элементов на схему реле должно быть подано напряжение 15В. Если источником оперативного питания является аккумуляторная батарея на 220В, то применяются специальные интегральные микросхемы, или питание может быть организовано с помощью стабилитронов, Рис. 31.

Рис.31 Схема питания реле от сети постоянного оперативного тока

220В

37

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 положения 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 VT1 закрыт.

Рис.32 Структурная схема реле тока типа РСТ 13

При увеличении входного сигнала до значения больше опорного напряжения компаратор A1 меняет свое состояние, конденсатор переза-

ряжается через сопротивление R2 , на выходе компаратора A2 появляется напряжение положительной полярности, транзистор VT1 открывается, реле срабатывает.

Времязадающая цепочка, содержащая резисторы R2, R3 , конденсатор C и стабилитрон VD3 обеспечивает отстройку реле от помех, приводящих

38

к кратковременному опрокидыванию компаратора A1 . Положительная обратная связь усилителя A2 , выполненная на резисторах R4, R5 , обес-

печивает гистерезис в переходной характеристике для исключения неопределенности момента переключения, т.е. для предотвращения "дребезга".

По своим техническим данным реле типа РСТ 13 близко к электромагнитным реле. Так коэффициент возврата превышает 0,9 , время действия 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, представленном на Рис.33.

Общими для всех цифровых реле являются входные преобразователи, аналого-цифровые преобразователи АЦП, один или несколько микропроцессоров для обработки поступившей информации, клавиатура, дисплей, 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.

39