Срабатывания компаратора

Быстродействие элемента оценивается временем задержки ^3 дискретного изменения сигнала на выходе при изменении входного сигнала. У современных транзисторных логических элементов t3 составляет единицы или десятые доли микросекунд. Применительно к УРЗ, где, как правило, выполняется последовательно не более 4—5 логических операций, суммарное время действия логической части, состоящей из этих элементов, на несколько порядков меньше времени срабатывания измерительных органов. Поэтому данный параметр для УРЗ несуществен.

Защиты с относительной селективностью. К этой группе относятся рассматриваемые ниже токовые, токовые направленные и дистанционные защиты. Их селективность при внешних КЗ обеспечивается выбором выдержек времени защиты и параметров срабатывания измерительных органов и контролем (если оказывается необходимым) направления мощности КЗ. Ниже возможность такого выбора определяется на примере защиты линий законами изменений токов, напряжений и знаков мощностей, характеризующими КЗ в различных точках защищаемой сети ( 1.2).

2.1. Области срабатывания измерительных органов

К это? группе относятся рассматриваемые ниже токовые, токовые награвленные и дистанционные защиты. Их селективность при внешних к. з. обеспечивается выбором уставок выдержек времени и параметров срабатывания измерительных органов и контролем (если это оказывается необходимым) направления мощности к. з. Время срабатывания рассматриваемых защит в функции расстояния от места их включения до точки к. з. может иметь ( 1-21)

Переход к параметрам срабатывания измерительных реле осуществляется по формулам

Защиты с относительной селективностью. К этой группе относятся рассматриваемые ниже токовые, токовые направленные и дистанционные защиты. Их селективность при внешних КЗ обеспечивается выбором выдержек времени защиты и параметров срабатывания измерительных органов и контролем (если оказывается необходимым) направления мощности КЗ. Ниже возможность такого выбора определяется на примере защиты линий законами изменений токов, напряжений и знаков мощностей, характеризующими КЗ в различных точках защищаемой сети ( 1.2).

2.1. Области срабатывания измерительных органов

46.1. Характеристики срабатывания измерительных органов сопротивления ДЗ ШДЭ 2801: а — 1 и III ступени; б — II ступень

отказы срабатывания измерительных органов;

излишние срабатывания измерительных органов.

AT или шинах, отключенного положения выключателя, а также срабатывания измерительных органов ускоряемой ступени токовой защиты нулевой последовательности (ненаправленной) либо дистанционной защиты (ее I или II ступени), на выходе блока логики формируется сигнал с выдержкой времени на отключение выключателя ВН (СН), которым производится опробование.

Наименьшее число элементов обычно содержат АЦП последовательного сравнения, принцип действия которых иллюстрируется 123, в. В исходном состоянии на вход компаратора подается сигнал Ux, снимаемый с выхода устройства выборки-хранения, а на эталонном входе Еат напряжение равно нулю, поэтому напряжение на выходе компаратора соответствует логической 1. Это напряжение подается на первый вход элемента И. На второй вход элемента подается импульсное положительное напряжение с выхода генератора импульсов. Если на третий вход элемента И подано напряжение 1 (команда «Пуск АЦП»), то элемент И откроется и импульсы с генератора будут беспрепятственно подаваться на вход двоичного счетчика, установленного заранее в нулевое положение. Первый поступивший импульс вызовет переключение первого триггера счетчика, что повлечет за собой срабатывание коммутатора и подключение эталонного напряжения ?эт= А(7 к коммутатору. Если входной сигнал Uх < ^U, то компаратор сработает, на его выходе появится О, элемент И закроется, в счетчик импульсы поступать больше не будут. Если Ux > At/, то срабатывания компаратора не произойдет, на вход счетчика поступит второй импульс, счетчик переключится, сработает коммутатор и ко входу компаратора подключится эталонное напряжение 2Д?/. Так будет продолжаться до тех пор, пока эталонное напряжение не станет больше входного напряжения (п — 1) Л?/ < Ux < пЛ?/, что произойдет при некотором я-импульсе. Это приведет к переключению компаратора и отключению генератора импульсов от счетчика. Показания счетчика при этом будут соответствовать некоторому числу п = — aN-i2N~l + ••• ~Ь °о2° в W-разрядном двоичном коде. Абсолютное значение преобразованного (и измеренного при этом) напряжения сигнала Ux ^ «А[/.

Конденсатор С начинает заряжаться через резистор R1 с постоянной времени Q = R1C напряжением U0. В момент времени t2 напряжение на конденсаторе Uc достигает величины f/i по неинвертирующему входу. Происходит регенеративный процесс переключения MB и на выходе формируется импульс постоянной амплитуды ?/вых =—UQ- Конденсатор С перезаряжается с С/с = -\-U\ до ?/с =—U\ с постоянной времени Q = R1C. В момент времени ^з происходит срабатывание компаратора и на выходе формируется сигнал с амплитудой +?/о. Емкость перезаряжается от ?/с =—U\ до ?/c = -f-?/i. Процесс срабатывания компаратора повторяется. Длительность прямоугольных импульсов определяется исходя из свойств экспоненциальной функции

В импульсных устройствах цепь 3.12, а часто снабжается компаратором К, на второй вход которого подано напряжение Е0<Е, В момент t\ ыВых = «с — ?о и компаратор срабатывает. Импульсный узел 3.12 формирует временной интервал между моментом замыкания ключа (момент f— 0) и моментом срабатывания компаратора t\ — tK. Интервал зависит от значений Е, Uc(0), E0 и т. В момент /1 уравнение (3.8) записывается в виде

Рассчитаем длительность импульса. Начало его формирования происходит в момент t\ (см. 3.19), 17с(0) = =0, Е=ивыхтах, постоянная времени t=RCt. В момент срабатывания компаратора uc(tz) — UQ2. При подстановке этих величин в (3.9), учитывая связь UQ2 и ?/вых тах, получаем

б) изменением соотношения RsIRi- При этом изменяется напряжение срабатывания компаратора 1/02, а с ним и время, в течение которого напряжение на конденсаторе нарастает до величины U02.

На второй половине периода на выходе компаратора А\ — положительное напряжение, которое отпирает ключ на полевом транзисторе V. Полевой транзистор V закорачивает конденсатор С, при этом un(t)—Q. При отрицательном напряжении сети импульс управления на тиристор не формируется, срабатывания компаратора Лз не происходит ( 8.6,в, г). В выпрямителе в это время включаются другие тиристоры ( 8.6, д), для включения которых используются другие каналы управления, построенные по схеме 8.5.

всегда имеется пауза Т — т„, где Т = 1/F, достаточная для полной разрядки конденсатора НИЦ. Каждый выходной импульс расширителя Р воздействует на НИЦ при нулевых начальных условиях и, как было отмечено, не вызывает срабатывания компаратора /С. Процесс зарядки конденсатора носит принципиально иной характер при F >

Принципиальная схема частотного реле, работающего по данному принципу, показана на 10.9. На тиристоре Д1 и транзисторе 7\ выполнен расширитель импульсов с регенеративным разрядным каскадом, схема которого аналогична схеме 7.22, а. Конденсатор С3 является накопительным конденсатором НИЦ. При запертом транзисторе 7\ этот конденсатор заряжается через резисторы Rs и гг. При включенном транзисторе Tt конденсатор С3 разряжается через резистор г2 с небольшим сопротивлением, служащий для ограничения разрядного тока, и коллекторную цепь включенного транзистора 7\. При R3 » г2 постоянная времени цепи зарядки оказывается во много раз больше постоянной времени цепи разрядки конденсатора С3. Резистор R3 совмещает функции нагрузочного резистора выходного каскада расширителя и зарядного резистора НИЦ. Порог срабатывания компаратора УЬ выполненного на основе операционного усилителя, задан источником напряжения U0 (0 < U0
3.30. Зона смещения точки срабатывания компаратора

переходу схемы из одного логического состояния в другое. На 3.29 приведены статические характеристики мвых==/1"вх—^пор\ идеального и реального компараторов. В идеальном компараторе ( 3.29, а) выходной логический сигнал формируется в момент равенства сравниваемых напряжений (мих= ?/ПОР)- Разрешающая способность реального компаратора ( 3.29, б) Аы„ является функцией коэффициента усиления и величины логического перепада выходного напряжения. Для компараторов с коэффициентом усиления сотни тысяч и логическим перепадом единицы вольт значение Л«к составляет десятые доли милливольта. Значение Амк, полученное из статических характеристик, определяет точность работы компаратора без учета влияния других источников погрешностей. Старение элементов схемы, изменение температуры окружающей среды, дрейф входных токов, воздействие флкжтуационных шумов и влияние ряда других факторов приводят к дополнительным погрешностям работы компаратора. Точка срабатывания компаратора под воздействием перечисленных факторов будет смещаться в пределах некоторой зоны неопределенности А«„ ( 3.30), ширина которой и определяет чувствительность компаратора.

биполярных, так и на полевых транзисторах (ДТЛ-, ТТЛ-, ЭСЛ-, МОП-схемами). Входные токи его малы (не более 100 нА), что позволяет получать более высокую точность срабатывания компаратора. ИМС 521САЗ имеет несколько меньшее по сравнению с ранее рассмотренными компараторами быстродействие (см. табл. 3.1). Компаратор может работать как от источников питания Е = +15 В и Е = —15 В, так и от одного источника Е = +5 В.