книги из ГПНТБ / Электронные устройства релейной защиты и автоматики в системах тягового энергоснабжения

Модуль НМ-1 К (рис. 92) представляет собой импульсное элек­ тронное реле направления мощности, дополненное двумя диодны­ ми схемами И. Оно состоит из датчика фазы, включающего в себя импульсную схему и узел формирования зоны работы реле, логи­ ческих схем совпадения прямого и обратного направления мощ­ ности и выходного триггера.

Нагрузочная способность элемента составляет 12 мА, чувстви­ тельность элемента по входу 102 мА. Практически при токе на вхо­ де 100 мА элемент имеет точность работы не ниже 3°.

Элемент ФТН (рис. 93) представляет собой фазочувствитель­ ную схему, позволяющую реализовать блокирующую характери-

Рис. 93. Модуль ФТН

160

Переключением внешних перемычек реле времени может быть преобразовано в одновибратор (элемент выдержки времени). Мо­ дуль РВ-1К дополнен тремя элементами И-НЕ-1К. Различные времязадающие схемы с временем действия менее 50 мс выполня­ ются непосредственно из элементов ТЗ и логических элементов И-НЕ.

Модуль ТФ представляет собой элемент фиксации положения «несоответствия» высоковольтных выключателей (рис. 95) и вклю­ чает в себя высокопомехоустойчивый триггер с диодными связя­ ми (Г/ и Т2) и систему логических элементов, связывающих его с входными цепями оперативного управления (дистанционного и ТУ) и датчиками положения выключателя. Модуль содержит так­ же логическую схему и усилитель ТЗ для подключения сигнальной лампы «Отключено» к шинке «Мигающий свет» при аварийном отключении (положение несоответствия).

§ 34. Входные и выходные устройства

Входные и выходные устройства служат для согласования электронных логических устройств с силовыми аппаратами, для обеспечения гальванических развязок цепей, а также для отобра­ жения информации. При выполнении входных и выходных уст­ ройств следует учитывать, что они являются основными канала­ ми, через которые проникают в электронную аппаратуру помехи, возникающие при коммутационных процессах в силовых аппара­ тах. Этому способствуют длинные соединительные линии, идущие от аппаратуры к исполнительным механизмам.

Входные устройства. Включение на входах соединительных цепей гальванических развязок снижает уровень проникающих в аппаратуру помех. В схемах с дискретными сигналами наиболее просто и эффективно гальваническая развязка осуществляется с помощью электромагнитных реле. Во входных цёпях аппаратуры «Сейма» и «Миасс» в качестве элементов гальванической развяз­ ки применены маломощные электромагнитные одноконтактные ре­ ле либо герконы (рис. 96).

Перспективным является применение оптронных устройств. В качестве источника света можно использовать: светодиоды, лю­ минофоры, неоновые лампы (тиратрон с холодным катодом в диод­ ном включении) и др.

Следует учитывать, что оперативное напряжение в цепях уп­ равления коммутационных аппаратов достаточно велико 110 В (либо 220 В), поэтому в качестве источников света в оптроне це­ лесообразно применять элементы с достаточно высоким напряже­ нием питания, но малыми токами.

В настоящее время в наибольшей мере этим требованиям удовлетворяют тиратроны с холодным катодом (в диодном включе­ нии) типа МТХ-90. В качестве приемника света может быть ис-

162

Рис. 98. Зависимости вторичного тока (а) и угла фазового сдвига (б) от пер­ вичного тока при различных сопротивлениях вторичной нагрузки

ется промежуточный трансформатор напряжения с коэффици­ ентом трансформации 100/4. Ко вторичной обмотке промежу­ точных трансформаторов подключены потенциометры, при помо­ щи которых осуществляется регулировка уставок защит

(рис. 99).

Выходные устройства. Применение тиристоров в выходных це­ пях позволяет повысить быстродействие и обеспечить большое ко­ личество переключений.

При управлении с помощью тиристоров высоковольтными ма­ сляными выключателями управляющий тиристор включается в цепь управления контактором включения выключателя, а отклю­ чающий— в цепь катушки отключения. Таким образом, тиристоры непосредственно связаны с оперативным напряжением. С другой стороны, управление тиристором осуществляется от низковольт­ ных логических устройств. Здесь необходимо обеспечить гальвани­

164

свойство сердечника может быть использовано при построении

схем АПВ, АВР и др.

В комплексной электронной системе «Миасс-1» считывание ин­ формации с таких запоминающих элементов осуществляется от об­ щего генератора считывания. Трансформатор выходного элемен­ та Выход 2 четырехобмоточный, намотан на сердечник с ППГ. Запись информации осуществляется на обмотки записи wa, под­ ключенные. к логической части системы управления высоковольт­ ным аппаратом. Последовательно с обмоткой записи включены дроссель Др и делитель Яя, Д4, Д5, исключающий трансформацию считываемого сигнала в цепь записи. Такое включение обмотки позволяет предотвратить появление помехи в транзисторных управ­ ляющих схемах и, кроме того, обеспечить необходимый уровень сигнала в выходной обмотке. Выходная обмотка ®вых подключена к управляющему электроду тиристора УВ последовательно с огра­ ничивающими диодами Д1, Д2 и ограничивающим резистором R0.

ющий конденсатор С и шунтирующий резистор Rm, повышающий устойчивость тиристора к резким изменениям питающего напря­

жения.

Рассмотренный выходной элемент (см. рис. 100), использован­ ный в цепях включения выключателя в сочетании с дополнитель­ ным трансформатором с ППГ, позволяет обеспечить наряду с опе­ ративным включением включение его по АПВ или АВР (рис. 101). Сигнал об аварийном отключении присоединения предварительно запоминается элементом памяти, роль которого выполняет магнит­ ный элемент с ППГ. Одновременно запускается общий для не­ скольких присоединений датчик времени АПВР. После соответст­ вующей выдержки времени на выходе датчика формируется импульс, обеспечивающий считывание информации и возбуждение выходного тиристора. Датчик времени АПВР обеспечивает получе­ ние всех необходимых значений выдержек времени; он резерви-

Рис. 100. Выходной магнит-тиристорный элемент аппаратуры «Миасс-1

165

Рис. 101. Схема устройства АПВ или АВР, выполненная с использованием маг- нит-тиристорного выходного элемента и трансформатора с ППГ

руется аналогичным комплектом, работающим на смежную цепь считывания. Предусмотренный в схеме индивидуальный магнит­ ный запоминающий элемент Тр1 имеет шесть обмоток: записи w3y блокировки we, две считывания w^c и ш"ч и две выходные.

При аварийном отключении выключателя в результате разря­ да конденсатора С формирующей схемы, соединенного с обмот­ кой записи, осуществляется запись информации на магнитный элемент. Одновременно контактом повторителя отключенного по­ ложения • выключателя осуществляется запуск датчика времени АПВР.

После соответствующей выдержки времени на его выходе появляется считывающий импульс, обеспечивающий передачу вы­ ходного сигнала с обмотки аАых трансформатора Тр1 на управля­

ющий электрод выходного тиристора УВ. Полученный при этом им­ пульс на обмотке wjj может быть использован для возбуждения

элементов предупредительной сигнализации. Обмотка блокировки включена встречно с обмоткой записи и обеспечивает надежное стирание информации при отсутствии необходимых условий для проведения АПВ или АВР.

Зарядный резистор большого сопротивления Rs, подключенный к повторителю отключенного положения выключателя, обеспечи­ вает однократность включения. В этом случае при кратковремен­ ном включении выключателя конденсатор С не успевает зарядить­ ся и запись на сердечнике не происходит. Для исключения АПВ или АВР при оперативном отключении выключателя одновремен­ но с разрядом конденсатора С на обмотку записи w3 блокирующая

166

обмотка we подключается контактами цепей оперативного от­ ключения к источнику питания, удерживая магнитный элемент Тр1 в невозбужденном состоянии (состояние 0).

Так как цепи считывания являются общими для всех присоедине­ ний, то для повышения надежности применены два независимых генератора, каждый из которых имеет два независимых выхода. Считывающие импульсы с этих выходов поступают в две независи­ мые цепи считывания выходных элементов ю'ч и w с"ч. Частота сле­

дования считывающих импульсов 50—80 Гц. Импульсы в первой и второй считывающей цепях сдвинуты по времени относительно друг друга на 180°. Работа выходных элементов в этом случае возможна даже при обрыве одной из цепей. Работа генераторов считывающих импульсов и целостность цепи непрерывно контроли­ руются. При исчезновении одного из сигналов считывания в общеподстанционную сигнализацию (ОПС) поступает сигнал о неис­ правности аппаратуры, а при исчезновении двух считывающих сигналов включается резервный генератор. Таким образом, с це­

четырехкратное резервирование самих генераторов тока считыва­ ния. Вследствие такого резервирования и контроля узел считыва­ ния информации с магнитных запоминающих элементов получил­

высокого уровня коммутационных импульсных помех, обусловлен­ ных работой приводов высоковольтного оборудования тяговых под­ станций, обеспечить устойчивую работу тиристорных выходных элементов достаточно трудно. Наведенные в проводах связей по­ мехи при различных переключениях коммутационной аппаратуры на подстанции могут воздействовать на тиристоры выходных эле­ ментов как по управляющему электроду, так и по основным элек­ тродам. Для защиты тиристоров от действий таких импульсных помех шунтируют переходы конденсаторами, устанавливая их в непосредственной близости от переходов. Так, в аппаратуре управ­ ляющие электроды тиристоров зашунтированы конденсаторами величиной 0,1—0,25 мкФ. Основные электроды следует шунтировать цепочкой из последовательно соединенных конденсатора емкостью 0,5—1 мкФ и резистора сопротивлением 5—10 Ом, ограничивающе­ го ток в тиристоре при разряде конденсатора.

Выходные цепи аппаратуры «Сейма» включают в себя два ос­ новных элемента: модуль ВУ и модуль ВТ. Модуль ВУ содержит

567

168

ром (б) с помощью тиристоров

Для обеспечения включения масляного выключателя^ по ЛИВ или АВР в элементе ВТ предусмотрен дополнительный транс­ форматор ТрАпв, выполненный на сердечнике с ППГ. При аварий­ ном отключении присоединения сердечник трансформатора Тра п в перемагничивается в состояние 1. При этом запускается общий для всех присоединений датчик времени АПВР, который после соот­

матора 7>вк объединены таким образом, что обеспечивают переда­ чу выходного импульса к управляющему электроду тиристоров, установленных в цепи включения масляного выключателя. На трансформаторе Грдпв имеется обмотка блокировки сод, исключа­ ющая формирование в выходной обмотке управляющего импульса при отключении масляного выключателя вручную или по телеуп­ равлению.

Выключение тиристоров в цепях включения и отключения мас­ ляных выключателей осуществляется разрывом цепи тока блокконтактами самих выключателей (рис. 104). При этом если проис­ ходит включение на короткое замыкание и масляный выключатель встает на блокировку от «прыгания», то тиристор включения не запирается.

Соленоид отключения термически неустойчив, поэтому необ­ ходимо в цепь блокировки от «прыгания» включить добавочный резистор Дд сопротивлением 100—200 Ом.

Блокировка от «прыгания» предусматривается также в самой логической схеме управления масляными и быстродействующими выключателями. При неисправностях приводов выключателей мо­ гут не выключиться как тиристоры включения, так и отключения.

169