Сравнения абсолютных

Массовое применение операционных усилителей обусловлено их универсальностью. В зависимости от характера и вида внешних цепей, обеспечивающих глубокую отрицательную обратную связь и формирующих заданную амплитудно-частотную характеристику, ОУ могут выполнять самые различные функции: усиления с постоянным коэффициентом; сложения, вычитания, интегрирования и дифференцирования сигналов ; стабилизации тока и напряжения; сравнения электрических величин; генерации сигналов различной формы и т.п. Высокая точность преобразования зависит только от подбора пассивных элементов, поскольку KQ с = 1//3 при К ц — *• °° .

Различают также реле электромеханические и статические, на полупроводниках и магнитных элементах, по числу используемых напряжений ?/р и токов /р, числу специально сформированных для сравнения электрических величин А, В ..., по параметрам выходного сигнала [Л. 71] и т. д., не говоря уже о делении по виду характеристик Zc>p = / (срр), рассмотренному выше (§ '4-5).

17. Лебедев О. В. Дискретный способ сравнения электрических величин в измерительных органах устройств релейной защиты и автоматики энергосистем. — «Электричество», 1972, № 4, с. 73—75.

На 3.6 показана структурная схема реле, реализующая принцип сравнения электрических величин по модулю. Здесь элементы 1 и 4 формируют электрические величины согласно формулам:

Лабораторные стенды, на которых проверяются отдельные реле или комплекты защиты, реагирующие на две и более электрические величины, должны позволять ¦производить изменение этих величин в нужных пределах, т. е. должны быть оборудованы устройствами для изменения тока, напряжения и угла между ними; также должна иметься аппаратура из промежуточных трансформаторов тока, напряжения, трансреакторов, лабораторных автотрансформаторов, потенциометров и фазорегуляторов, позволяющих воссоздать ту или иную требуемую схему сравнения электрических величин.

Устройства релейной защиты, автоматики и телемеханики выполняются так, что сигнал на выходе измерительного органа появляется лишь в том случае, если входные сигналы удовлетворяют некоторым условиям, например при достижении амплитудой тока определенного значения. Из этого следует, что измерительный орган производит сравнение сигналов. Различают два основных принципа сравнения электрических величин: по амплитуде (абсолютному значению) и по фазе.

Наиболее распространенным способом выполнения полупроводниковых измерительных реле, реагирующих на одну электрическую величину, к которым относятся реле тока и реле напряжения, является сравнение абсолютного значения подводимого к реле тока или напряжения с заданным значением напряжения постоянного тока. Для получения стабильного постоянного напряжения обычно используют стабилитрон. У реле тока воздействующей величиной является ток; его предварительно преобразовывают в напряжение. В остальном реле тока и реле напряжения мало чем отличаются [12]. Для выполнения реле с двумя электрическими величинами используют известные схемы сравнения электрических величин по их абсолютному значению и схемы сравнения электрических величин по фазе.

Дифференциальные защиты шин отличаются сложностью. Для их выполнения необходимо иметь трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации. Чувствительность неполной дифференциальной защиты в ряде случаев оказывается недостаточной. Для шин напряжением 6—20 кВ крупных промышленных предприятий более просто быстродействующую защиту шин можно выполнить на основе косвенного сравнения электрических величин. Для этого используются уже имеющиеся на присоединениях токовые защиты.

46.31. Диаграмма сигналов трехфазной схемы сравнения электрических величин по фазе реле М2:

Определение типа источника сигналов ЧР. После отделения мешающих сигналов можно определить тип источника этих сигналов по их амплитудно-фазовой характеристике и ее зависимости от времени. Локализация местоположения источника сигналов ЧР, проведенная ориентировочно путем сравнения электрических и электромагнитных сигналов в различных точках оборудования, и более точно - по задержке акустических сигналов, очень помогает при анализе данных. Идентификация дефектов осуществляется исходя из полуэмпирических данных и накопленного опыта. На уровне сегодняшних знаний идентификация типа источника ЧР по данным, полученным в реальных условиях эксплуатации, является достаточно трудоемкой задачей и требует большого опыта и высокой квалификации. Несмотря на существующие данные об АФД дефектов различного типа, при анализе требуется хорошее знание конструкции и параметров конкретного оборудования, условий проведения измерения и т.д. Кроме того, очень существенным является комплексное использование всех данных, полученных другими диагностическими средствами (измерение сопротивления и tgS изоляции, хроматографии газов в масле, тепловизионного контроля и т.д.), и предыстория контролируемого объекта (срока службы, нагрузки, наличие КЗ и т.д.).

Из аналогичных соображений для реле сопротивления задается результирующая погрешность в срабатывании 4 — 5% при токах, значительно превышающих ток точной работы. Для этих же реле, особенно при выполнении их по схеме сравнения абсолютных значений, может быть задано также отклонение граничной линии от окружности, определяемое как относительное искажение радиуса окружности. При токах, больших тока точной работы, оно не должно превышать 5% в квадранте. I и 10% в остальных квадрантах комплексной плоскости во всем диапазоне рабочих температур.

Для реле по схеме сравнения абсолютных значений возмож« ные упрощения зависят от вида характеристики. Так, для реле полного сопротивления (см. 3.1, а) целесообразно разместить точку а в центре окружности. Тогда в соответствии с (7.6) точка б будет находиться в бесконечности. Коэффициенты /с2 и fin равны нулю и условие срабатывания реле имеет вид

Дополнительные соображения при расположении точек а и б могут возникнуть в случае требования максимальной точности действия реле при повреждении в определенном месте защищаемой линии. Так, в случае использования многоступенчатой дистанционной защиты одновременно для приближенной фиксации расстояния от места повреждения необходимо обеспечить максимальную точность действия реле еопротивления при повреждении в конце зоны действия (для направленных реле при фм.ч)- С этой целью при выполнении реле по принципу сравнения абсолютных величин точки а и б располагаются на линии максимальной чувствительности по возможности ближе к граничной линии, а для реле, основанного на принципе сравнения величин по фазе, одна из точек располагается в конце зоны действия реле при срм.ч.

теристики имеют сокращенный (по сравнению со 180°) диапазон углов ф Работа полупроводниковых OHM, выполненных на схемах сравнения абсолютных значений величин, также определяется характеристиками, зависящими от конкретных значений Uv и /р. Их вольт-амперная характеристика при больших /р и малых t/p определяется выражением [/рС05(фр—'фртахч), & При МЭЛЫХ /р И бОЛЬШИХ

Органы направления мощности при 90°-ной схеме включения имеют мертвые зоны. На их границе, например для электромеханических OHM и OHM, выполненных по схеме сравнения абсолютных значений, при больших токах в реле

Несмотря на большое количество существующих реле сопротивления, различных по назначению и параметрам, все они имеют много общего. Все реле выполнены или на индукционном принципе с использованием четырехполюс-ной магнитной системы с цилиндрическим ротором (аналогичная система применена у реле направления мощности серии РБМ), или на выпрямленном токе с использованием полупроводниковой схемы сравнения абсолютных значений двух напряжений (функций напряжения и тока сети) с исполнительным органом на полупроводниковом нуль-индикаторе. В настоящее время большинство реле сопротивления выполняется на выпрямленном токе. Поэтому наладка реле сопротивления описывается на примере направленного двухзонного реле сопротивления из комплекта ДЗ-2 ( 12.17), получившего широкое распространение в комплектных панелях ПЗ-2 и ЭПЗ-1636.

Легко видеть, что при ?i->oo и ?2-*-°° или Яср-Я) условия (2.39) и (2.40) для схем сравнения абсолютных значений принимают вид

сравнения абсолютных значений, то обе величины EI и Е2 должны иметь одинаковую зависимость от абсолютного значения U, например должны быть пропорциональны U. Структурная схема для этого случая показана на 2.6. Если же применяется сравнение по фазе, то важно лишь, чтобы фазы величин Е\ и Е2 не зависели от абсолютного значения напряжения U, что всегда бывает в линейных схемах. На 2.7 показан пример зависимости от частоты f величин Е1 и Е2 (см. 2.6).

Так, для схемы сравнения абсолютных значений, выполненной: электромеханическими реле или элементами Холла, условие действия имеет вид [Л. 12]

Для схемы сравнения абсолютных значений при помощи выпрямления аналогичное условие имеет вид

Пример 2.7. Для выполнения органа с характеристикой в комплексной -плоскости, указанной в примере-2,1 (см. 2,16), применена схема сравнения абсолютных значений при помощи выпрямления. Мера и порог чувствительности определяются выражением для условий действия