Блок питания

Блок питания состоит из двух узлов: узла питания (УП) и узла ввода-вывода (УВВ).

УП преобразует первичное напряжение оперативного питания (переменное, постоянное или выпрямленное) в четыре вторичных напряжения постоянного тока, необходимых для работы модулей БМРЗ: +5 В, +24 В и 15 В.

Потребление УП от сети не превышает 15 Вт в дежурном режиме и 25 Вт при срабатывании реле.

УП обеспечивает гальваническую развязку между первичными и вторичными цепями, высокое электрическое сопротивление и электрическую прочность изоляции. УП обеспечивает подавление высокочастотных и импульсных помех по сети питания.

УП нечувствителен к изменению полярности постоянного или выпрямленного питающего напряжения. Он обеспечивает нечувствительность БМРЗ к перерывам питания до 0,5 с. При подключении к БП внешнего конденсатора-накопителя (поставляется по отдельному заказу) устойчивость к перерывам питания увеличивается до 10 с.

УВВ обеспечивает установку до 7 дискретных входов и 7 реле и предназначено для увеличения общего количества дискретных входов БМРЗ до 23 и выходных реле до 23. Входные ячейки и выходные реле УВВ такие же, как и в МВВ.

Модуль пульта

Модуль пульта (МП) выполнен в виде печатной платы, на которой установлены жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), узел регулировки контрастности ЖКИ, восемь кнопок управления БМРЗ, восемь светодиодов, разъем “RxTx” для связи с ПЭВМ и ряд вспомогательных элементов.

МП связан с МЦП плоским жгутом.

2.2.2. Особенности цифровой обработки информации

Как отмечалось выше, в ИТП входные аналоговые сигналы тока и напряжения преобразуются в цифровую форму, и вся дальнейшая их обработка производится микропроцессором в цифровом виде. Это позволяет использовать более совершенные алгоритмы обработки сигналов, которые ранее (при использовании аналоговой техники или цифровых микросхем с малым и средним уровнем интеграции) были невозможны. К таким более совершенным алгоритмам можно отнести вычисления по любым математическим формулам, цифровую фильтрацию сигналов, методы цифровой самодиагностики и т.д. В частности, в ИТП типа БМРЗ используются следующие методы повышения точности функционирования защит и повышения надежности функционирования устройства.

Реализация большей точности

Большая точность защит БМРЗ (по сравнению с известными электронными защитами) реализуется за счет использования следующих преимуществ микропроцессорной техники:

более точных методологических принципов обработки сигналов;

высокой точности аналого-цифрового преобразования сигналов тока и напряжения (используется 16-разрядный АЦП с приведенной погрешностью менее 0,01% и частотой дискретизации 2400 Гц, т.е. 48 выборок за период частоты сети);

выполнения всех последующих цифровых преобразований без потери точности.

Два последних преимущества достаточно очевидны, однако первое нуждается в пояснениях. Основные методологические принципы обработки сигналов, используемые в электронных и микропроцессорных защитах, приведены в табл. 2.7.

Таблица 2.7

Принципы обработки сигналов в электронных и микропроцессорных защитах

Функции обработки сигналов	Реализация в электронных защитах контактной сети	Реализация в БМРЗ
Определение действующих значений сигналов	Определение средневыпрямленных значений	Определение действующих (среднеквадратических) значений
Выделение 1-й гармоники сигналов	Нет	Дискретное преобразование Фурье плюс автоподстройка частоты сети
Определение фазового угла между током и напряжением	По относительному времени совпадения знаков сигналов тока и напряжения	По разности фаз 1-х гармоник тока и напряжения

В электронных защитах вместо действующих значений сигналов измеряются их средневыпрямленные значения. Для чисто синусоидального сигнала действующие и средневыпрямленные значения однозначно связаны через коэффициент формы (К_ф = 1,11); однако реальные сигналы фидеров отличаются от синусоидальных из-за нелинейной нагрузки и переходных процессов. Поэтому в электронных защитах имеет место погрешность от несинусоидальности сигналов.

В микропроцессорных защитах используются точные алгоритмы вычисления действующих (среднеквадратических) значений, поэтому погрешность от несинусоидальности сигналов отсутствует.

В электронных защитах практически не удается выделить 1-ю гармонику сигналов, т. к. использование для этого аналоговых фильтров ухудшает быстродействие защит и искажает фазу сигнала. При этом погрешность от высших гармоник может достигать 30 … 60% [7].

В блоках БМРЗ используются алгоритмы дискретного преобразования Фурье и автоматическая подстройка частоты дискретизации сигналов, что обеспечивает подавление прочих гармоник не менее чем на 20 дБ, поэтому погрешность от высших гармоник в них на порядок меньше, чем в электронных защитах.

В электронных защитах фазовый угол между током и напряжением определяется по относительному времени совпадения знаков сигналов тока и напряжения. При этом возникает погрешность от высших гармоник, случайных помех, апериодической составляющей. Используемый в БМРЗ способ определения фазового угла по разности фаз первых гармоник тока и напряжения обеспечивает снижение на порядок всех этих составляющих погрешности благодаря фильтрующим свойствам дискретного преобразования Фурье.