Навигация
Структурна схема цифрового пристрою РЗА
42377
знаков
0
таблиц
9
изображений
2. Структурна схема цифрового пристрою РЗА
Незалежно від призначення цифрових пристроїв релейного захисту – струмові, дистанційні тощо – вони мають схожу структуру, яка наведена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Структурна схема цифрового захисту
Основним елементом цифрового захисту є процесор, на якому реалізований алгоритм роботи конкретного захисту. В залежності від призначення пристрою та фірми виробника може бути застосований один процесор або декілька. Так, фірма АВВ надає перевагу багатопроцесорним системам, в яких кожен процесор виконує конкретні задачі алгоритму і ці процесори працюють паралельно. Це дозволяє забезпечити потрібну швидкодію та точність. Інші фірми застосовують однопроцесорні системи, що вимагає для забезпечення потрібних характеристик застосування більш потужних процесорів. Враховуючи важкі умови експлуатації пристроїв релейного захисту (на багатьох підстанціях ці пристрої працюють в неопалювальних приміщеннях), застосовують спеціальні процесори так званого індустріального виконання, які можуть працювати при температурі оточуючого середовища від мінус 30 до плюс 50°С, відносній вологості до 80%.
Процесор має зв‘язок з об‘єктом захисту через кола вводу – виводу. Вхідною інформацією є, як правило, аналогові сигнали – струми, напруги, температура тощо та бінарні – положення комутаційних апаратів, стан вихідних реле інших пристроїв релейного захисту та автоматики тощо. Вихідними сигналами цифрових захистів, як і інших захистів є традиційно бінарні сигнали. Ці сигнали поступають після спрацювання цифрового захисту в кола управління та в кола сигналізації.
2.1 Перетворення аналогових сигналів
Контрольовані напруги та струми є неперервними в часі аналоговими сигналами і можуть приймати на фіксованому відрізку часу будь-які значення в межах, обумовленими режимом роботи електричної мережі. Цифрові пристрої захисту працюють не з аналоговими, а з дискретними (цифровими) сигналами, котрі можуть приймати на відміну від аналогових сигналів лише кінцеву множину значень для конкретних моментів часу. Процес перетворення аналогових сигналів в дискретні називається дискретизаціє або квантуванням. Пристрій, який здійснює це перетворення називається аналогоцифровим перетворювачем (АЦП).
Попередньо аналогові сигнали, які контролюються пристроями захисту – це струм від трансформатора струму ТА та трансформатора напруги TV підводяться до спеціальних вхідних перетворювачів (на схемі це TAL та TVL). Ці перетворювачі призначені для гальванічної розв‘язки пристрою від зовнішніх кіл (трансформаторів струму та трансформаторів напруги), а також для отримання нормованої напруги на виході з подальшим її перетворенням АЦП в цифрові сигнали.
На рис. 2.2 наведені принципові схеми вхідних перетворювачів струму та напруги, відповідно рис. 2.2а) та рис. 2.2б).
Рис. 2.2. Принципові схеми вхідних перетворювачів струму а) та напруги б).
Сигнали від трансформаторів струму TA та напруги TV подаються на первинні обмотки проміжних трансформаторів TAL та TVL. На вторинних обмотках цих трансформаторів відповідно струм та напруга перетворюються в напруги, пропорційні відповідно величині струму та напруги. Для того, щоб імпульсні сигнали, які можуть виникати у вторинних колах трансформаторів струму та напруги, не попадали в електронну частину цифрового пристрою та не пошкоджували його, між первиинною та вторинною обмотками проміжних трансформаторів TAL та TVL встановлюють екран. Для захисту електронних блоків цифрового пристрою від перенапруг паралельно до вторинних обмоток проміжних трансформаторів TAL та TVL встановють варистори RV. В деяких схемах для захисту застосовують стабілітрони. Для узгодження вторинної напруги на виході проміжних трансформаторів з вхідними сигналами пристрою АЦП служать змінні опори R. Для правильної роботи АЦП необхідно унеможливити попадання на нього високочастотного спектру сигналу. Тому застосовується високочастотний фільтр, який виконаний на основі опору Rф та ємності Сф. Слід відмітити, що під час реалізаціїї алгоритму функціонування захисту додатково здійснюється цифрова фільтрація сигналу. Вихідні сигнали uвих з вхідних перетворювачів TAL та TVL поступають на вхід АЦП.
Перехід від аналогового неперервного сигналу до дискретного супроводжується деякою втратою інформації. Це пояснюється тим, що АЦП здійснює перетворення вхідного аналогового сигналу в дискретний через деякі часові проміжки 
, а між ними значення вхідного сигнал не контролюється (рис. 4). Чим менший цей часовий проміжок, тим точніше відтворюється аналоговий сигнал в цифровій формі. Основними характеристиками АЦП є його розрядність та інтервал дискретизації сигналу за часом. Дискретизація сигналу за часом ще називають частотою виборок, яка пов’язана з дискретизацією за часом виразом:
(2.1)
Для періодичного сигналу з періодом Т можна визначити за відомою частотою кількість виборок за період:
(2.2)
Для періодичного сигналу існує взаємозв’язок між верхньою частотою сигналу, який кантується та кількістю виборок за період. Вченими К. Шенноном та В. Котельниковим ще в 30-х роках було доведено, що для точного відтворення первинного періодичного сигналу з його дискретного представлення необхідно, щоб частота виборок 
повинна хоча б в два рази перевищувати максимальну частоту вхідного періодичного сигналу 
:
(2.3)
Це відповідає максимальному числу виборок за період
(2.4)
При заданому максимальному значенні числа виборок 
необхідно з вхідного аналогового сигналу виключити всі сигнал з частотою, вищою від . В протилежному випадку після зворотнього перетворення сигналу в ньому з’явиться сигнал пониженої частоти, який спотворить реальний вхідний сигнал. Тому на вході АЦП застосовують фільтр вищих гармонік з смугою пропускання не вище ніж частота . На схемі рис. 2.2 цей фільтр реалізований на основі RC елементів 
та 
.
В сучасних цифрових пристроях РЗА застосовують АЦП з частотою виборок до 2000 Гц, що відповідає 40 виборкам за період промислової частоти 50 Гц. Пристрої з такою частотою виборок дозволяють контролювати вхідний сигнал з частотою до 1000 Гц. Це відповідає 20 гармоніці при основній частоті 50 Гц.
Похожие работы
... відсутності в них рухомих або обертових частин. Незважаючи на це, у процесі експлуатації можливі й практично мають місце їх пошкодження та порушення нормальних режимів роботи. Тому трансформатори повинні мати відповідний релейний захист. У обмотках трансформаторів можуть виникати замикання між фазами, однієї або двох фаз на землю, між витками однієї фази і замикання між обмотками найвищої та ...
... 1000 В. Обеспечивает три режими роботи: по min порогу, max порогу, режим симетричних уставок. Рис. 1.18 Реле напруги РН-112 2. Експлуатація і ремонт автоматичних апаратів Електрообладнання підстанцій, електричних мереж, електроустановок споживача, повітряні та кабельні лінії електропередавання повинні бути захищені від коротких замикань і порушень нормальних режимів пристроями релейного ...
... , звитих в плоскі спіралі. Кінці спіралей приварені до трьох роздаючих і до трьох колекторних труб. 2. Призначення, склад, технічні характеристики системи автоматичного регулювання 2.1 Призначення системи автоматичного регулювання Система автоматичного регулювання (САР) турбіни виконується електрогідравлічною і структурно складається з електричної і гідравлічної частин, робота яких взає ...
... або до безпечної зниженої швидкості. Може використовуватися без датчика швидкості двигуна. 3 рівень Нижчий рівень або палевої, використовуються периферійні засоби контролю, регулювання технологічного процесу лінії пакування гипсокартону. Опис використовуваних технічних засобів Штапельний стіл (конвеєр з функцією підйому). Привод №01 4.0 kW 8,2 А Частотний перетворювач VLT 5008 6,0 kW 01) Y ...
0 комментариев