Назначение устройств релейной защиты и предъявляемые к ним требования, страница 29

Основным элементом время - импульсной СС является формирователь импульсов несовпадения сравниваемых сигналов (ФИН). Принцип действия СС иллюстрируется диаграммой, изображенной на рис. 4-18,в. Левая диаграмма соответствует режиму КЗ вне защищаемой зоны или нормальному режиму, правая - КЗ внутри зоны. РЭ содержит элемент выдержки времени, срабатывающий в случае, если длительность импульса несовпадения превышает некоторое значение (t_у - время уставки). Длительностьимпульсов е_ф на выходе ФИН  t_нс = y / w (y - угол расхождения начальных фаз сравниваемых ЭДС, то есть угол пучка векторов).

С помощью интегрирующего элемента РЭ формируются импульсы е_и , величина которых при внешнем КЗ или в нормальном режиме меньше порогового значения U_п.  При y ³ p  t_нс  ³ p/w, сигнал е_ф  превращается в непрерывный. В какой то момент времени  е_и  ³ U_п , и РЭ срабатывает (t_ср - время срабатывания РЭ). Изменяя U_п, можно изменять значение y при срабатывании ОС, однако при этом изменится время срабатывания, что нежелательно.

Описанный ОС на принципе сравнения фаз нескольких ЭДС имеет ряд несомненных преимуществ перед рассмотренными ранее ОС на принципе сравнения амплитуд. В таблице 4-2 приведены параметры трех поколений аналоговых ОС - электромеханических (КРС - 131), полупроводниковых (КРС - 1) и ОС, используемых в  современных УРЗ на основе микроэлектронных элементов (ШДЭ, ПДЭ).

Таблица 4-2

К основным преимуществам «фазных» ОС можно отнести следующие:

- возможность получения ХС в виде многоугольников и комбинированных ХС, с одной из образующих в виде дуги окружности или эллипса;

- более высокое быстродействие;

- более высокую точность;

- малое потребление мощности при срабатывании.

Полупроводниковые реле максимального тока (2-е поколение)

В простых ИО (с одной входной величиной) осуществляется сравнение входной величины с уставкой. Структурная схема органа тока (напряжения) показана на рис. 4-1,б  на с. 27.

В качестве параметра срабатывания у полупроводниковых реле тока используется среднее или амплитудное значение синусоидального тока. Реле, реагирующие на действующее значение тока, не применяются, так как для них требуются интеграторы и нелинейные функциональные преобразователи - квадраторы.  Применяются два способа выполнения полупроводниковых реле тока (напряжения). Один из них основан на принципе сравнения выпрямленного и сглаженного тока (напряжения) с опорным напряжением при помощи порогового элемента с положительной обратной связью.  Схема, поясняющая этот принцип, приведена на рис. 4-19.

Входная величина (ток или напряжение) с помощью вторичного измерительного преобразователя (ИП) «ток - напряжение» или «напряжение - напряжение» (ТАV или ТV) преобразуется в пропорциональное напряжение, выпрямляется, сглаживается и сравнивается в реагирующем элементе (РЭ) с напряжением его срабатывания (U_ср). С помощью вторичных измерительных преобразователей входная величина приводится к виду, удобному для выполнения названных выше операций. Кроме того, ИП необходимы для гальванического разделения цепей переменного тока (напряжения) и полупроводниковой части реле. В качестве РЭ используется компаратор на базе операционного усилителя (ОУ) с положительной обратной связью и релейной проходной характеристикой.