1

В настоящее время большинство фирм-производителей устройств релейной защиты и электроавтоматики (РЗА) прекращает выпуск электромеханических реле и переходит на микропроцессорную элементную базу. Это объясняется следующими достоинствами микропроцессорных устройств.

1. Элементная база (промежуточные трансформаторы, электронная часть, выходные устройства) у большинства устройств РЗА получается практически одинаковой. Отличие заключается в программном обеспечении.

2. В силу идентичности устройства комплектов различного назначения, достигается высокая степень автоматизации производства с минимальной долей ручного труда.

3. Микропроцессорные устройства РЗА входят в автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) и обеспечивают высокую степень надежности электроэнергетических сетей и систем.

4. Микропроцессорные устройства являются интеллектуальными системами. Изменение алгоритмов и программ возможно осуществлять в ходе эксплуатации.

5. Эти устройства не требуют использования мощных ТТ и ТН, т. к. их потребление по цепям тока и напряжения крайне мало (единицы вольт и миллиамперы). Центральным элементом рассматриваемых устройств является микропроцессор - однокристальная электронно-вычислительная машина (ЭВМ) с оперативным (ОЗУ) и постоянным (ПЗУ) запоминающими устройствами, таймером, устройствами ввода и вывода.

Устройство подразделяется на аналоговую и цифровую части. В состав аналоговой части входят преобразователи «ток — напряжение» (промежуточные трансформаторы тока i/u), «напряжение - напряжение» (промежуточные трансформаторы напряжения u/u) и коммутатор аналоговых сигналов (мультиплексор МПл). Входным элементом цифровой части является аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Выходные сигналы (в цифровой форме) АЦП подаются на входы портов ввода-вывода (ПВВ) микропроцессора. Благодаря мультиплексору удается с помощью одного достаточно дорогостоящего АЦП последовательно осуществлять преобразование нескольких аналоговых сигналов в цифровую форму. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) микропроцессора по программе, заложенной в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), с участием оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) производит обработку информации и принимает решение о необходимости отключения защищаемой линии. Если такая необходимость есть, то срабатывают одно или несколько выходных реле из их комплекта (КВР), через контакты которых подается сигнал на отключение выключателя Q. Данные о срабатывании выходных реле, параметрах срабатывания устройства защиты и др. могут быть выданы для персонала на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ). Требуемая информация может быть передана в АСУ ТП с помощью интерфейса RS232 или RS485. Коррекция программ, заложенных в ПЗУ, и настройка устройства может производиться с помощью клавиатуры (КЛ). Электропитание устройства осуществляется с помощью блока питания (БП).

2.Входные преобразователи аналоговых сигналов

Такие преобразователи обеспечивают:

- гальваническую развязку внутренних цепей реле от цепей ТТ и ТН;

- приведение сигналов к единому виду, а именно к сигналам и к нормированию уравнению, т.е. к единому диапазону измерений;

- принимаются меры по защите элементов устройства от воздействия помех;

- в некоторых преобразователях осуществляется предварительная частотная фильтрация.

Такие преобразователи обычно выполняются:

- на базе трансформаторов с ферромагнитным сердечником;

- на базе датчиков Холла.

Основное требования – это линейность преобразования.

В трансформаторных преобразователях большое внимание уделяется снижению междуобмоточной емкости, по которой возможно попадание помех внутрь устройства. С этой целью между обмотками помещается электростатический экран.

Для защиты от импульсных помех и перенапряжений во вторичной цепи включаются варисторы.

Такие преобразователи выполняются на базе оптронов. Он предсавляет собой излучатель- светодиод и фотоприемник, в качестве которого могут быть фототиристроры, фоторезисторы, фототранзисторы. Между излучателем и фотоприемником существует оптическая связь, т.е. исключаются паразитные каналы передачи информации. Время переключения оптронов – доли микросекунд, а входной ток 3-5 мА.

Малый входной ток обуславливает низкую помехозащищенность передачи.

Если протяженность тракта передачи дискретного сигнала от ключа S2 до оптрона велика, то возможно ложное срабатывание при перезарядке паразитной емкости при коммутации ключа S1 в сторонней цепи. Чтобы исключить ложную работу на выходе устанавливается элемент задержки ДТ с фиксированной или регулируемой задержкой на 0,5-3 мс.

5. Микропроцессоры

программно-управляемое универсальное устройство для цифровой обработки дискретной или аналоговой информации и управления процессом этой обработки, построенное на одной или нескольких больших интегральных схемах (БИС). По существу, МП может выполнять те же функции, что и процессор ЭВМ. Микропроцессор устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде.

7.

Запоминающие устройства-устройства предназначенное для записи и хранения данный. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект обеспечивающий приведение системы к двум и более устойчивым состояниям. Делятся на:

1 Оперативное-преднозначено для хранения временных файлов

2. Постоянное запоминающее устройства.

8. Таймеры.

Таймеры предназначены для формирования временных интервалов, позволяя микропроцессорной системе (компьютеру или микроконтроллеру) работать в режиме реального времени. Именно благодаря таймерам удается согласовать время реакции микропроцессорной системы с окружающей аппаратной средой. Кроме того, таймеры в ряде случаев позволяют формировать импульсы заданной длительности, периодические последовательности и другие радиотехнические сигналы.

Таймеры представляют собой обычные цифровые счётчики, которые подсчитывают импульсы от высокостабильного генератора частоты (который и является эталоном времени). К системной шине микропроцессора таймеры, как и все рассмотренные ранее устройства, входящие в состав микропроцессорной системы, подключаются при помощи внутренних параллельных портов.

Генератор частоты, входящий в состав схемы таймера, определяет минимальный интервал времени, который может определять данный таймер. Интервалы времени, задаваемые таймером, могут устанавливаться только из дискретного набора допустимых значений. Их конкретные значения тоже определяется частотой задающего генератора. Разрядность цифрового счётчика, входящего в состав схемы таймера, определяет максимальный интервал времени, который может определять таймер.