22 Принципы выполнения элементов выдержки времени (эвв)

В устройствах РЗ используются элементы времени, основанные на принципах заряда, разряда, перезаряда конденсатора. В этих устройствах выдел ряд основных узлов: цепь R-C; узел пуска, поддерживающий в режиме ожидания конденсатор в заданном режиме и возвращает его в исходн. состояние после возврата; делитель напряжения; чувствительный нуль-орган, срабатывающий при малой разнице между опорным напряжением и напряжением на конденсаторе.

Элемент времени основанный на заряде конденсатора

Пусковой ключ К в режиме ожидания шунтирует конденсатор C₁ через R₁<<R_ЗАР –> напряжение на R₁ близко к 0, на R₃ формируется U_ОП, при этом диод VD1 закрыт, нуль-орган не работает. При появлении пускового сигнала ключ размыкается, через R_ЗАР начинает заряжаться C₁, напряжение на конденсаторе нарастает по экспоненте.

Через заданное время напряжение на С₁ превышает , диод VD1 открывается, нуль орган срабатывает и на выходе ЭВВ появл. вых. сигнал. Время срабатывания определяется по формуле:

После срабатывания скорость изменения напряжения на С₁ изменяется, но закон изменения остается экспоненциальным (не лин.), при исчезновении пускового сигнала контакт К снова замыкается, С₁ быстро разряжается через малое сопротивление R₁. Нуль орган возвращается в исходное положение, готов к дальнейшей работе.

Для повышения выдержки времени и ее точности заряд С₁ производят коллекторным током транзистора. Тогда: . При появл. пускового тока в такой схеме С₁ начинает заряж. током I_К, причем напряж. на С₁ возраст., а между коллектором и базой транз. уменьш. При этом IК оказ. практически независимым от коллектр. напряж. и => ост. неизм. в пр-се заряда С₁. Все это приводит к тому, что заряд С₁ осущ. по лин. закону.

Элемент выдержки времени, основанный на перезаряде конденсатора

При отсутствии пускового сигнала ключ нах. в положении, указанном на рисунке. При этом С1 заряжен, диод VD1 закрыт. Ток через нуль орган не протекает. При появлении пускового сигнала ключ переключается и обкладка С1, заряженная «+», соединяется с 0 и => С1 начинает перезаряжаться через RЗАР. Срабат. НО происходит когда напряж. на С1 начин. превышать UОП, что приводит к откр. диода VD1. После исчезновения вх. сигнала ключ

возвращается в исходное положение, С₁ быстро заряж. и эл-т готов к след. срабатыванию.

Элемент выдержки времени на разряде конденсатора

R1<<R2≈R3

При отсутствии пускового сигнала ключ замкнут, С₁ заряжен до ур-ня +Е_П, диод открыт, через R₃ по НО протекает ток. НО выполнен так, что при протекании тока по нему, он не срабатывает, прекращается – срабатывает.

При появлении пускового сигнала К размыкается, С₁ разряжается через резистор R₁ и R₂, напряжение на конденсаторе спадает по экспоненте. При достижении U_ОП, ток в цепи НО прекращается, т. к. диод VD запирается – признак срабатывания реле.

23 Дифференциальное реле тока рст-15

Применяется в качестве измерит. органа дифференциальной защиты понижающих трансформаторов и мощных электродвигателей.

Конструкция реле

Датчик тока представляет собой трансреактор, нагрузкой которого служит выпрямительный мост из 2 диодов и 2 резисторов. Благодаря трансреактору в узел формир. не попадают медленно затухающие апериодические составляющие, кот. содержатся в диф. токе. К выходу моста присоединяется делитель с которого берется часть диф. тока, кот. поступает на ФНЧ А1. С помощью ключа К можно исключить R₅, при этом сигнал, поступающий на фильтр, изменяется в 2 раза. Далее ФНЧ:

Постоянная составляющая пропускается без изменения, сигнал промышленной частоты увеличивается в 2 раза, а двойной частоты существенно ослабляется.

Узел сравнения состоит из компаратора (А2) и элемента выдержки времени (А3).

На вход схемы поступает сигнал с выхода компаратора и в исходном состоянии этот сигнал отрицательный. Диод VD открыт, на конденсаторе удерживается отрицательное напряжение питания. Как только входной сигнал меняет полярность, конденсатор перезаряжается от перезаряд происходит с постоянной времени Когда напряжение на конденсаторе проходит через ноль знак сигнала на выходе ОУ изменяется, приобретает max «+» значение – признак срабатывания элемента выдержки времени. В нормальном режиме по обмоткам трансформатора TAV протекает незначительный ток небаланса –> напряжение на выходе фильтра примерно 0. Положительный ток i_ОП создает на выходе А2 max отрицательное напряжение –> на элементе времени «–» напряжение, которым запирается выход транзистора узла выхода.

Режим КЗ: диф. ток близок к синусоидальному, на выходе трансреактора получается произв. синусоидального тока i_Р. Этот ток выпрямляется мостом и подается на ФНЧ. Составляющая тока промышленной частоты в выпрям. токе i_Р полностью отсутствует, но значительно выражена составляющая двойной гармоники. Проходя через ФНЧ сохраняется постоянная составляющая, ослабляется 2 гармоника. Поэтому на выходе фильтра ток приобретает форму постоянного тока с незначительными пульсациями двойной частоты.

При повреждении в зоне действия i_Ф становится больше i_ОП, компаратор А2 срабат. и запускается орган выдержки времени, который через 22 мс подает сигнал на отключение.

Вкл. тр-ра на ХХ кривая диф. тока располагается не сим-но отн. оси времени. Проходя через трансреактор и выпрямляясь формир. ток I_Р, кот. подается на вход фильтра. В этом токе I_P преобладает составляющая промышленной частоты, содержится небольшая постоянная составляющая. При прохождении через фильтр составляющая промышленной частоты усиливается в 2 раза –> выходной ток фильтра i_Ф близок к синусоидальному. На выходе А2 формир. прямоуг. имп-сы по моментам превышения вх. сигнала над опорн., но т.к. длит. имп-сов <22 мс, то орган выдержки времени не срабат., и реле не работает. Существует разновидность диф. реле, у которого используется тормозная характеристика.

У диф. реле тока с торможением ток срабатывания автоматически изменяется в месте с изм. Тока упр, называемого тормозным током, степень торможения определяется наклоном тормозной характеристики, отношением I_СРАБ/I_ТОРМ.

I_СР=I_CР^MIN+k_ТОРМI_ТР