Мікроелектронні реле

Використання електромеханічних пристроїв в релейній апаратурі затримує розвиток техніки релейного захисту як в якісному, так і в кількісному відношенні. Вихід з положення, що створилося, відкривається завдяки успіхам сучасної напівпровідникової схемотехніки, а в першу чергу - створення інтегральних мікросхем.

Інтегральні мікросхеми відносяться до категорії електронних пристроїв середнього ступеня інтеграції, що реалізовують одну або декілька однорідних функцій. Останніми роками електронна промисловість почала випускати багатоцільові, так звані великі інтегральні схеми універсального призначення. Створювані на їх основі мікропроцесорні набори і мікроЕОМ можуть бути використані для комплексного вирішення завдань релейного захисту і управління енергооб'єктами. Подібні розробки вже ведуться. В даний час вітчизняна промисловість випускає релейну апаратуру тільки на серійних мікросхемах середнього ступеня інтеграції.

Є два основних види інтегральних мікросхем. Один – це так звані логічні мікросхеми. Їх роль полягає в тому, що вони забезпечують подібно до проміжних реле видачу керуючих команд в логічній частині захисту.

Логічні мікросхеми діють під час вступу на їх входи певних поєднань з двох сигналів, що управляють, один з них називається нульовим і позначається цифрою 0, а інший одиничним і позначається цифрою 1. Ці сигнали надходять у вигляді напруги постійного струму. Нульовий сигнал - це напруга "низького", або "нульового", рівня, а одиничний – це напруга "високого", або "одиничного" рівня.

На виході мікросхеми завжди тримається один з таких сигналів. У початковому стані залежно від характеру виконуваної операції на виході мікросхем встановлюється або нульовий, або одиничний сигнал. При дії мікросхеми відбувається заміна наявного вихідного сигналу сигналом іншого рівня. Така дія аналогічно замиканню або розмиканню контакту проміжного реле при утворенні кола на його спрацьовування.

Інший вид інтегральних мікросхем, які називаються аналоговими або лінійними, є підсилювальним пристроєм високої чутливості. Він має звичайно дві окремих вхідних і загальну вихідну клему. Окрім них є клеми для подачі напруги живлення, а в деяких варіантах – також додаткові клеми для компенсації внутрішніх спотворюючих сигналів.

У аналогових мікросхемах проводиться посилення напруги, що є різницею напруги, що подається на вхідні затискачі. Аналогові мікросхеми мають дуже великий коефіцієнт посилення. Вихідний опір таких мікросхем дуже малий, і у схемах, що застосовуються його звичайно не враховують. Практично можна вважати, що сигнал на виході аналогового підсилювача відсутній тільки тоді, коли обидва вхідні струми або їх різниця рівні нулю. При появі вхідного струму завдяки тому, що коефіцієнт посилення операційного підсилювача прагне до нескінченності, напруга на виході відразу ж досягає максимального значення, близького до напруги живлення. Вона оцінюється як напруга насичення. Знак цієї напруги визначається знаком різниці вхідних струмів.

В процесі впровадження операційних підсилювачів (ОП) з'ясувалося, що вони можуть успішно застосовуватися для створення нових вимірювальних приладів, різної апаратури промислової автоматики та для здійснення будь-яких вимірювальних органів релейного захисту.

Спеціальні перешкодостійкі логічні і аналогові мікросхеми, створені для автоматики, успішно використовуються в даний час для виробництва самої різної релейної апаратури. Ця апаратура має якісно кращі характеристики і простіша в обслуговуванні, ніж реле захисту, які виконані на базі електромеханічних пристроїв.

Один вид – це апарати, які представляють собою окремі органи вимірювальної або логічної частин захисту. По аналогії з електромеханічними реле за такими органами збережене назва реле захисту. В інтегральному виконанні випускаються різні реле: струму, напруги, напряму потужності, опору, а також часу.

В електроустановках з таких реле монтують вимірювальну частину пристроїв релейного захисту. Разом з цим логічна частина подібних пристроїв може виконуватися як на електромагнітних реле, так і на базі логічних мікросхем в поєднанні з контактними вихідними елементами.

На сьогодні відомий цілий ряд мікроелектронних реле і мікроелектронних пристроїв релейного захисту. До них можна віднести реле струму РСТ-11, РСТ-13, РС-40М, РС-80М, РС-80М2, реле напруги РСН-14, РСН-17; пристрої захисту УЗА-А, УЗА-А-Т та інші.

За своїми технічними даними реле РСТ 13, близьке до електромагнітного реле максимального струму типу РT-40.

Коефіцієнт повернення реле РСТ перевищує 0,9, а час дії при 1,2 I_ср складає не більше 60 мс, при 1,3 I_ср - не більше 35 мс. Найбільший час повернення реле доходить до 70 мс. Граничний струм, що розмикається контактами реле, не повинен перевищувати 1 А.

Надійна робота реле РСТ при значних спотвореннях форми кривої вторинного струму досягається за рахунок того, що для дії реле достатньо, щоб ширина вхідного імпульсу струму перевищила 1/12 періоду. Миттєве значення струму при цьому знаходиться на рівні 97 % максимального. Потужність, яку споживає реле з мережі – 7 Вт в нормальному режимі і 8,5 Вт в режимі спрацьовування.

Окрім захисту ліній від аварійних режимів мікроелектронні пристрої захисту також можуть паралельно виконувати елементи автоматики лінії (наприклад АПВ).

Дата добавления: 2013-12-13