- Подробности
- Категория: РЗиА
Страница 2 из 11
1. НАЗНАЧЕНИЕ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО РЕЛЕ
Реле частоты РЧ применяют в устройствах релейной защиты и автоматики для фиксации понижения (РЧ-1) или повышения (РЧ-2) частоты переменного тока. Частота является одним из важнейших показателей качества электроэнергии. Снижение частоты происходит при возникновении дефицита активной мощности, когда мощность нагрузки оказывается больше мощности генераторов. Как правило, такое положение возникает при отделении части энергосистемы или одной электростанции от общей сети. Чтобы в этих условиях предотвратить дальнейшее глубокое снижение частоты, необходимо срочно ликвидировать дефицит активной мощности. Это обеспечивается, с одной стороны, отключением части нагрузки, с другой стороны, повышением до максимально возможной мощности работающих генераторов и включением в сеть резервных. Все эти операции нужно делать как можно быстрее. Поэтому они выполняются автоматически. Отключение нагрузки осуществляется автоматической частотной разгрузкой (АЧР). Включение и загрузка резервных генераторов (обычно это гидрогенераторы, которые могут набрать полную мощность в течение нескольких минут) производятся устройством частотного пуска, повышение мощности работающих генераторов обеспечивается регуляторами турбин и котлов. Реле РЧ-1 являются основными элементами АЧР, устройств частотного пуска и используются для некоторого изменения настройки регуляторов турбин и котлов. Кроме того, реле РЧ используются для пуска автоматического повторного включения (АПВ) присоединений, отключенных АЧР, после восстановления частоты.
Повышение частоты происходит при возникновении избытка активной мощности, что также может быть при отделении части энергосистемы от общей сети. Повышение
частоты опасно, так как значительно утяжеляет режим работы турбо- и гидрогенераторов и препятствует восстановлению параллельной работы отделившегося участка с сетью Для быстрого снижения частоты применяют различные автоматические устройства, основным элементом которых является реле РЧ-2.
Рис. 1. Векторные диаграммы токов и напряжений в последовательной цепи.
а — схема последовательной цепи; б—г — векторные диаграммы при частоте питающего напряжения выше (6), равной (в) и ниже (е) резонансной частоты цепи.
ной цепи.
а — схема последовательной цепи; б—г — векторные диаграммы при частоте питающего напряжения выше (6), равной (в) и ниже (е) резонансной частоты цепи.
ее снижении. Емкостное сопротивление, наоборот, — уменьшается при повышении частоты и увеличивается при ее снижении. Если при последовательном соединении емкости и индуктивности их сопротивления равны, то результирующее сопротивление цепи чисто активное и ток в ней совпадает по фазе с приложенным напряжением. Такое явление называется резонансом напряжений, а частота, при которой он возникает, называется резонансной. Если увеличить частоту приложенного напряжения (не изменяя параметры элементов цепи), то из-за увеличения индуктивного сопротивления и уменьшения емкостного общее сопротивление цепи станет активно-индуктивным. Ток в такой цепи отстает от приложенного
Принцип действия реле РЧ основан на измерении фазы тока относительно питающего напряжения в цепи с последовательно соединенными индуктивностью и емкостью. Известно, что индуктивное сопротивление увеличивается при повышении частоты и уменьшается при
напряжения. При уменьшении частоты общее сопротивление цепи станет активно-емкостным и ток в ней будет опережать приложенное напряжение. Сказанное иллюстрирует рис. 1, где показаны векторные диаграммы токов и напряжений для последовательной цепи при разной частоте питающего напряжения.
На векторных диаграммах показаны напряжения па индуктивности UL, на конденсаторе Uc , на резисторе Un, ток по цепи I и питающее напряжение Un.
Резонансная частота зависит от параметров цепи. Если увеличить индуктивность в цепи, то резонансная частота снизится.
.
Рис. 2 Структурная схема реле РЧ-1.
Подробно рассмотрим устройство и работу реле РЧ-1, а в заключение — особенности выполнения реле РЧ-2.
В реле РЧ-1 есть последовательная цепь из дросселя и конденсатора, называемая измерительной. Изменение фазы тока в этой цепи относительно приложенного напряжения фиксируется фазочувствителыюй схемой. Схема дает разрешение ira срабатывание реле, если ток в измерительной цепи совпадает с приложенным напряжением или опережает его. Таким образом, при снижении частоты в сети срабатывание реле происходит при частоте, равной резонансной частоте измерительной цепи; при дальнейшем снижении частоты реле остается в сработанном состоянии.
На рис. 2 изображена структурная схема реле. Оно состоит из входного трансформатора Т, фильтра низших частот Ф, двух измерительных цепей Иср,Ив, полупроводниковой схемы (обведена пунктиром), блока
питания БП и исполнительного органа МО. Полупроводниковая схема состоит из двух формирователей импульсов Ф1 и Ф2, фазочувствительного элемента ФЭ и усилителя У. Принципиальная схема реле с обозначением всех элементов показана на рис. 3.
Входной трансформатор Т предназначен для отделения цепей переменного напряжения от цепей оперативного напряжения. На первичную обмотку трансформатора Т подают напряжение, частоту которого необходимо измерять. Обычно эту обмотку подключают к одному из трансформаторов напряжения. Напряжение со вторичной обмотки через фильтр Ф (рис. 2) подают на измерительные цепи и на делитель, состоящий из резисторов R4 и R5 (рис. 3). С резистора R5 снимается так называемое опорное напряжение U0, которое совпадает по фазе с напряжением на входе измерительных цепей Uвх- Кроме того, напряжение со вторичной обмотки трансформатора Т используется для формирования напряжения смещения (на конденсаторе Ct), назначение которого будет объяснено ниже.
Фильтр Ф состоит из дросселя ЗДр и конденсатора 1С и предназначен для подавления высших гармоник, которые могут быть в кривой напряжения сети на входе реле. Б реле две измерительные цепи. Одна из них (#сР) состоит из дросселя 1Др, конденсаторов 4С, 5С и резистора R3. Вторая измерительная цепь состоит из дроселя 2Др, конденсаторов 2С, ЗС и резистора R2. Для ее подключения следует замкнуть выводы 5 и 6 реле. Если подключены обе измерительные цепи, то фазочувствительная схема дает разрешающий сигнал, когда хотя бы в одной из них ток совпадает с приложенным напряжением. Следовательно, реле будет срабатывать при более высокой из частот, настроенных на измерительных цепях. Коэффициент возврата реле очень высокий, реле отпадает практически при той же частоте, что и срабатывает.
Вторая измерительная цепь используется обычно для настройки реле на определенную частоту возврата, значительно отличающуюся от частоты срабатывания (например, для пуска АПВ после АЧР). При этом на первой, постоянно подключенной измерительной цепи, настраивают нужную частоту срабатывания, а на второй, нормально отключенной, — нужную частоту возврата. Вторую цепь подключают тогда, когда реле (или все устройство) сработает. Таким образом, реле срабатывает при частоте, настроенной на первой измерительной цепи (вторая не подключена), а возвращается при частоте, настроенной на второй измерительной цепи. В соответствии с этим первую цепь называют цепью срабатывания, а вторую — возврата.
Рис. 3. Принципиальная схема реле РЧ-1.
Вторую измерительную цепь можно также использовать в тех случаях, когда требуются разные уставки срабатывания одного и того же устройства (в зависимости от схемы сети или объекта, времени года и т. п.). На пей и в этом случае следует настраивать более высокую уставку.
Как было отмечено выше, реле срабатывает при частоте сети, равной резонансной частоте измерительной цепи. Изменение резонансной частоты и, следовательно, частоты срабатывания (уставки) в реле РЧ осуществляется изменением индуктивности дросселя. Для перестройки уставок в условиях эксплуатации предназначены отпайки на обмотке дросселя и дополнительная секция обмотки, зашунтированная переменным резистором (1R или 2R). Увеличением числа включенных витков уменьшают частоту срабатывания.
Переход на соседнюю отпайку изменяет частоту срабатывания на 1 Гц. Плавное изменение уставки достигается изменением сопротивления переменного резистора 1R или 2R, шунтирующего дополнительную секцию обмотки дросселя. Для регулировки реле на заводе-изготовителе (главным образом для подгонки шкалы) предназначен магнитный шунт, с помощью которого можно изменять воздушный зазор в магнитопроводе дросселя, т. е. индуктивность всего дросселя в целом. Эта регулировка позволяет компенсировать отклонения емкости конденсаторов от номинальной, отклонения характеристики намагничивания железа дросселя от расчетной, такие технологические погрешности, как изменения сечения или других размеров магнитопровода дросселя, числа витков его обмотки и др.
Напряжение выхода измерительной цепи Uf снимается с резистора R3 (R2) измерительной цепи. Это напряжение совпадает по фазе с током в измерительной цепи и изменяет свой угол относительно опорного напряжения 00 при изменении частоты на входе реле (частоты сети). Если частота сети равна частоте срабатывания, то U0 и Uf совпадают по фазе (рис. 4). Напряжение
выхода измерительной цепи возврата всегда опережают напряжение выхода цепи срабатывания, так как цепь возврата всегда настраивают на частоту выше, чем частота срабатывания.
Напряжения U0 и Uf поступают на формирователи импульсов Ф1 и Ф2 (рис. 2) и преобразуются в прямоугольные импульсы. Эти импульсы подаются на фазочувствительный элемент ФЭ, выходной транзистор которого (Т4 на рис. 3) кратковременно открывается 1 раз в период, если частота сети выше уставки, и остается длительно закрытым при частоте сети, равной уставке или ниже ее. К выходу фазочувствительного элемента подключен двухкаскадный усилитель. Первый каскад состоит из транзисторов Т5 и Т6, второй каскад— из 77 и Т8. В состав усилителя входит также элемент выдержки времени. Усилитель срабатывает только при длительно закрытом выходном транзисторе Т4 фазочувствительного элемента, т. е. при частоте сети, равной или ниже уставки. Срабатывание усилителя приводит к открытию транзистора Т9, входящего в состав исполнительного органа. Когда транзистор Т9 открывается, по обмотке выходного реле РЛ проходит ток, оно срабатывает. Работа полупроводниковой схемы реле подробно описана в § 3.
Для функционирования полупроводниковой схемы и выходного промежуточного реле необходимо оперативное напряжение В реле РЧ-1 приняты такие уровни напряжений: + 6, —12 и —22 В (последнее используется только для выходного реле). Напряжения отчитываются от общей шинки, условно принятой за нулевую. Для получения указанных напряжений предназначен блок питания, основу которого составляют два стабилитрона Ст1 и Ст2 (рис. 3). С одного (Ст2) снимается напряжение +6 В, с другого {Ст1) —22 В. С помощью гасительных резисторов R33 и R34 получают напряжение —12 В.
Рис. 4. Фазные соотношения между опорным напряжением UD и напряжением выхода измерительной цепи Uf при частоте сети выше частоты срабатывания (а), равной частоте срабатывания (б), ниже частоты срабатывания (в).
На стабилитроны напряжение подают через другие гасительные резисторы 3R—6R и выводы 9—12 реле РЧ-I. Если реле используется на 220 В постоянного тока, то используют все гасительные резисторы 3R—6R, перемычка устанавливается между выводами 9 и 10. При питании от сети постоянного тока 110 В используют только резисторы 5R и 6R, перемычку ставят между выводами 10 и 11. При использовании переменного оперативного напряжения применяют вспомогательное устройство ВУ-3, выводы 1 и 3 (см рис. 5) которого подключают соответственно к выводам 1 и 3 реле РЧ-I. В этом случае резисторы 3R—6R не используют, перемычки устанавливают между выводами 10, 11 и 12 реле РЧ-1.
До 1979 г. выпускались реле, у которых было два гасительных резистора 3R и 4R, а вместо выводов 9—12 использовалась колодка с тремя гнездами для винта (на рис 3 не показана).
При использовании реле с постоянным оперативным напряжением 220 В винт следует установить в положение 1 (резисторы 3R и 4R включены последовательно), 110 В—в положение 2 (включен только резистор 4R). При применении переменного оперативного напряжения (с устройством ВУ-3) винт устанавливают е положение 3 (резисторы 3R и 4R не используются). Цифры 1—3 выбиты у соответствующих гнезд колодки.
Дроссель 4Др и конденсаторы С5 и С6 (большой емкости — по 100 мкФ) образуют Г-образный фильтр для подавления переменной составляющей в оперативном напряжении Прежде всего это важно при питании от переменного оперативного тока Кроме того, конденсаторы С5 и С6 обеспечивают плавное увеличение (снижение) напряжения на полупроводниковой схеме реле при подаче (снятии) оперативного напряжения, что исключает кратковременные срабатывания выходного реле.
Вспомогательное устройство ВУ-3 (рис. 5) представляет собой феррорезонансный стабилизатор напряжения с выпрямительным мостом. Оно состоит из входного трансформатора Т, дросселя Др, конденсатора С1 и выпрямителя В. Первичная обмотка трансформатора Т имеет отпайки для подключения переменного напряжения 100, 127 и 220 В. Параметры дросселя Др и конденсатора С1 подбирают так, чтобы индуктивное сопротивление дросселя было равно сопротивлению конденсатора при напряжении на первичной обмотке трансформатора
Т, равном (0,35—0,4) Е/В«ш, и частоте 47,5 Гц для работы с реле РЧ-1 и 52,5 Гц —с РЧ-2. Сопротивление последовательной цепи Др—С1 при этом минимально. При увеличении питающего напряжения дроссель насыщается, условия резонанса нарушаются, сопротивление цепи Др-С1 увеличивается. В результате обеспечивается значительно меньшее изменение выходного напряжения по сравнению с входным. Устройство ВУ-3 предназначено только для совместного использования с реле серии РЧ.
Для проверки работоспособности реле предусмотрена кнопка К (рис. 3), шунтирующая основную часть обмотки дросселя измерительной цепи срабатывания. При нажатии кнопки К сопротивление этой цепи становится активно-емкостным, ток в цепи опережает напряжение входа. Это соответствует снижению частоты в сети, и реле должно сработать, независимо от действительной частоты сети.
Все элементы реле размещены на корпусе, откидной плате и съемной плате, имеющей печатный монтаж. Регулировочные элементы размещены на лицевой панели. Реле закрывается кожухом, передняя стенка которого прозрачная. Откидная плата связана с корпусом жгутом гибких проводов, а съемная с откидной — разъемом с 16 гнездами. Связь реле с внешними цепями осуществляется через два четырехместных ряда выводов, позволяющих выполнять переднее и заднее присоединения. Кроме того, еще один ряд выводов (9—12) предназначен для осуществления переключения реле с 220 на 110 В напряжения постоянного оперативного тока и переключения для использования переменного оперативного тока (с помощью устройства ВУ-3) путем установки перемычек.
Рис. 5, Принципиальная схема вспомогательного устройства ВУ-3.
Обозначение элементов схемы выполнено по-разному в зависимости от их местонахождения. Элементы, размещенные на съемкой плате, обозначены сначала буквой, а затем цифрой (например, R2, С5 и т. д.). Элементы, размещенные на корпусе и откидной плате, обозначены сначала цифрой, а затем буквой или одной
Рис. 6. Расположение элементов па корпусе реле для выпуска после 1979 г. (а) и до 1979 г. (б).
буксой (например, 2R, 5С, Т). Это облегчает нахождение элементов непосредственно на реле.
На корпусе размещены (рис. 6,о) входной трансформатор Т, дроссель ЗДр и конденсатор 1С фильтра высших гармоник, конденсатор 7С элемента выдержки времени, выходное реле РП и три ряда выводов. На наружной (задней) стенке корпуса размещены резисторы 3R — 6R (на рис. 6 не показаны). Они подключены к выводам 9—12, внутри реле на эти выводы устанавливают перемычки. На откидной плате (рис. 7,а) расположены дроссели 1Др, 2Др и конденсаторы 2С—5С измерительных цепей срабатывания и возврата, конденсаторы 6С и 8С элемента выдержки времени и основание штепсельного разъема Р.
Рис. 7. Расположение элементов на откидной плате (показано при снятой лицевой панели) для реле выпуска после 1979 г. (а) и до 1979 г. (б).
На задней стенке откидной платы помещен дроссель 4Др блока питания (на рис. 7 не показан). Кроме того, на откидной плате закреплена лицевая панель реле частоты. На рис. 7 она показана пунктирной линией. Доступ к магнитным шунтам дросселей 1Др и 2Др возможен без снятия лицевой панели.
На лицевой панели (рис. 
размещены гнезда, к которым подсоединены отводы обмоток дросселей 1Др и 2Др, обеспечивающие ступенчатое изменение частоты срабатывания и возврата реле с обозначениями уставок, резисторы плавной регулировки уставок с шкалами от 0 до 10 (каждое деление примерно соответствует 0,1 Гц), перемычки для изменения уставки по времени срабатывания реле и кнопка К для проверки работоспособности реле. Все элементы снабжены поясняющими надписями, показано положение перемычек, соответствующее той или иной уставке по времени срабатывания.
Рис 8. Лицевая панель реле.
Зажимы для установки перемычек, определяющих время срабатывания, соответствуют слева направо точкам 31—34 принципиальной схемы реле (рис. 3). На рис. 3 перемычки показаны в положении для уставки 0,5 с. Остальные элементы реле (диоды, транзисторы и маломощные резисторы) смонтированы на съемной плате с печатным монтажом. Около каждого элемента нанесена маркировка, соответствующая обозначению элемента на схеме реле, приведенном в заводской технической информации, и на рис. 3 данной брошюры. Штепсельный разъем, связывающий съемную плату с откидной, имеет два ряда гнезд (на части, связанной с откидной платой) и штырьков (на части, связанной с съемной платой). Эти ряды обозначены буквами а и б, гнезда (штырьки) в ряду —цифрами от 1 до 8. Обозначения нанесены непосредственно на разъеме. Таким образом, каждая пара гнездо—штырек обозначается одной цифрой и одной буквой (например, 7а, lb). Если на схеме около изображения разъема стоит двойное обозначение (например, 6а, 6Ь), это указывает на то, что шестые гнезда (штырьки) рядов а и б соединены, т. е. данная цепь проходит через две пары гнездо— штырек.
До 1979 г. выпускались реле РЧ-1 с несколько отличающимся от описанного расположением элементов. Это расположение показано на рис. 6,6 и 7,6.
Еще по теме:
с 1 БИБЛИОТЕКА ЗЛЕКТРОМОНТЕI='А М. Н. ХОМF.lКОВ РЕЛЕ ЧАСТОТЫ РЧ 1 ЗНЕрrОИЗДАТ
Библиотека ЭЛЕКТРОМОНТЕРА Основана в 1959 r. Выпуск 545 м н. хомяков РЕЛЕ ЧАСТОТЫ РЧ I l2Э MQCKsA ЭНЕРroизр,дт 19V
ББК 31.27-05 Х7б удк 621318.57 ПРЕДИСПОВИЕ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕrия: в Н. Андриевский, С. А. Бажанов, Ю. В. Зайцев, д. Т. Ко- маров, В. П. Ларионов, Э. С. Мусаэлян, С. П Розанов, В. А. Семенов, А. Д. Смирнов, А. н. Трифонов, П. И. Усти- НОВ, А Л. Филатов Д.1Я современных энерrоснстем характерно шнрокое прнменсние разлнчных устройств автоматикн. Это объ- ясняется СJ1QЖllOСТЫQ объединенной энерrосистемы, сильным ВЛиянием элементов эиерrосистемы и отдель IIЫХ снстем, входящнх в объеднненне, друr на друrа. Средн устройств автоматнкн шнроко распространены устройства, рсаrируlOЩИС на частоту перем€нноrо тока в сети. К иим, В частности, относятся автоматическая частотная разrрузка, устройства автоматическоrо ча cToТIloro пуска rндрОI'енераторов, автоматика разrрузки электростанций при JlОВЫlllеиии частоты. Одиим из эле ментов таких устроЙств является реле частоты. Любые машнны, прнборы, реле работают надежно только при условии Iшалифицироваииоrо теХIIическоrо обслуживання. Возросшнй общеобразовательный и культурный уровень советскнх людей, всеобщее среднее образование позволяют COnp€M€lI1lbIM рабочим трудить. ся творчески, позиавать ПрИНI ипы действия сложных теХнических устроЙств, часто усовершенствовать их, осозианно примеиять передовые методы диаrностики и устранення ненсправностей. Данная KHHra знакомит с реле частоты сернн РЧ, ПЫIlОJшенНьпли с ИСIlользование1\l rlOЛУПрОБQДНИКОВЫХ прнборов. Такне реле выпускаются промышленностью и широко примеияются в эиерrосистемах и На ПРО!l'IЫШ ленных предприятнях. При напнсанни брошюры нсполь- зован опыт эксплуатацнн реле РЧ в Мосэнерrо н в не- которых друrнх энерrоснстемах. Всс заМечания и предложения следует направлять в адрес Энерrонздата: ] ]3] ]4, Москва, М-] 14, Шлюзо- ная наб., 10. Хомяков М. Н. Х76 Реле частоты РЧ.l. М.: Энерrоиздат, 1982. 64 с., ил. (Б-ка электромонтера. Вып. 545). 20 к. Рассмотрено устройство и даны рекомендации по наладке реле r/Онижения частоты РЧ"I, ВЫПОЛllенноrо с НСПОJ\ьзованием полупро водниковых врнборов Описано YCTpoi1cTBO примеНСIJНЫХ уснлителсй, ДНОДНЫХ ключеl) и Друrих видов реле. Для квалнфицированных электромонтеров, связанных с ЭКСilЛУЗ" тацией и наладкой устроиств автоматической частотной разrрузки, частотноrо пуска и друrих устроиств, в состав которых входнт ре- ле РЧ I. х 2302040000-431 Qi!1(Ul)-82 126-82 ББК 31.27-05 БП2.11 Энерrоиздат, 19 Автор
j. НАЗНАЧЕНI1Е, ПРI1НЦI1П ДЕЙСТВI1Й 11 УСТРойСТВО РЕЛЕ шеннс ЧасТоrы опасно, так 1{3I{ знаЧИтельно утяжеляе'f' режим работы 1урбо- и rидроrенераторов н препятству- ет восстановлению параЛJIельной работы отделившеrося участка с сетью Для быстроrо снижения частоты при меняют различные автоматические уrЧJойства, ОСНОВНЫМ элементом которых является реле РЧ-2. Прннцнn действня реле РЧ основан на измереНIIИ фазы тока относительно питающеrо напряжения в цепи с последовате.IJЬНО соединенными индуктивностью и емкостью. Известно, что индуктивное сопротивление увем личивается при повышении частоты и уменьшается при U L УС ИЯ ия, U П Реле частоты РЧ применяют в устроЙствах релеЙнон защнты и автоматики для фнксаЦИII понижения (РЧ-l) илн повышеНIIЯ (РЧ-2) частоты переменноrо тока. Ча- стоТа является ОДНИМ из важнейших показателей каче ства элсктроэнерrии. Снижение частоты ПРОИСХОДИТ при возникновении дефицита активной МОЩНОСТИ, коrда МОЩНОСТЬ наrрузки оказывается больше мощности re. нераторов. Как правило, такое положение возннКает при отделении части энерrосистемы или одной ЭJ1екТро станцни от общей сети. Чтобы в этих УСЛОВIIЯХ предот- вратнть дальнейшее rлубокое СНИЖение частоты, необ ХОДIIМО срочно ликвнднровать дефНЦIIТ актнвной мощ- ности. Это обеспечивается, с одной стороны, отключе нием части наrрузки, с друrой стороны, повышением до максимально возможной мощности работающих reHepa. торов и включением в сеть резервных. Вее эти оПерации нужно делать как можно быстрее. Поэтому они выпол. Ilяются автоматически. Отключение паrрузки осущесТВ ляется автомаТllческой частотной разrрузкой (АЧР). Вкточение и заrрузка резервных reHepaTopoB (оБЫЧIIО это rидроrенераторы, которые MorYT набрать полную мощность в течение нескольких минут) производяrся устройством частотноrо пуска, повышение мощности ра. ботающих reHepaTopoB обеспечивается реrуляторамн турбнн и котлов. Реле РЧ-j являются основнЫМи эле- ментамн АЧР, устройств частотноrо пуска и использу- ются для HeKoToporo изменеНIIЯ наСТРОЙКII реrуляторов турбин и котлов. Кромс Toro, реле РЧ ИСnОЛЬЗУЮТСf! для пуска автоматическоrо nOBTopHoro включеНИЯ (АПВ) прнсоединений, отключенных АЧР, после восста- новления частоты. Повышение частоты происходит при возникновении избытка активной мощности, что также может быть при отделении части энерrосистемы от общей сети. ПОI3ы 4 I С R I If п lf,oU c Ifc 51 а) и , '7 I I б) 2) и с Ри , 1. Векторные диаrраммы ТОКОВ и напряжений В последователь. пои цепи. Q с:хема ПОСJIедоватеЛlJно!i: цели; 6 z BelHopHbIe диаrраммы при частоте питающеrо l'Iаnряжения выше (6), равной (6) и ниже (е) резонансной часто- ты цепи. ее снижении. Емкостное сопротивление, наоборот, уменьшается при повышении частоты и увеличивается при ее снижении. Еслн при последовательном соедине- нии емкости и ИПДУктивности нх сопротивлення равны, то результирующее сопротивление цеПII чисто активное и ток в ней совпадает по фазе с приложенным напряже- нием. Такое явление называется резонансом напряже. ний, а частота, при КОторой он возникает, называется резонансной. Если увеличить частоту приложенноrо на- пряжения (не ИзменЯЯ параметры элементов цепи), то из за увеличения индуктивноrо сопротивления и умень. шения eMl{OCTHOro общее сопротивленне цепи станет активно нндуктивным. Ток в такой цепи отстает от прн. 5
т I " ' l I 1 I I I , питания ЕЛ и исполнительноrо орrаиа ИО. Полупровод- ииковая схема сОСТоит из двух формирователей импуль- сов Фl и Ф2, фазочувствительиоrо элемента ФЭ и уси- лителя У. ПрИlщипиальная схема реле с обозначением всех элементов показзна на рис. 3. Входной трансформатор Т предназначен для отделе- ния цепей переменноrо напряжения ОТ цепей оператив. Horo напряження. На первнчную обмотку трансформа- тора Т подают напряженне, частоту KOToporo необхо- днмо измсрять. Обычно эту обмотку подключают к од- иому из трансформаторов напряжения. Напряжение со вторичной обмоткн через фнльтр Ф (рис. 2) подают на измерительные цепи и на делитель, СОСТОЯЩИЙ из ре- знсторов R4 н R5 (рнс. 3). С резнстора R5 сннмается так называемое опорное напряжение и о . которое совпа дает по фазс с напряжением на входе измерительных цепей ИЛ,. Кроме Toro, напряжение со вторнчной об- мотки трансформатора Т нспользуется для формнрова- ння напряження смещення (на конденсаторе Сп, наз- начеlIНе KOToporo будет объяснено ННже. Фильтр Ф СОСТОИТ нз дросселя ЗДр и коиденсатора lС н предназначен для подавлення высшнх rармоник, которые MorYT быть в крнвой напряження сети на входе рсле. В реле две измсрнте.1ьные цепи. Одна нз них (И ер ) состоит из дросселя 1 Др, конденсаторов 4С, 5С н резнетора RЗ. Вторая нзмерительная цепь состонт из дроселя 2Др, конденсаторов 2С, ЗС н рсзнстора R2. Для ее подключення следует замкнуть выводы 5 и 6 реле. Еслн ПОДI(Лючены обе нзмернтельные цепи, то фа- З0чувствительная схема дает разрешающий сиrнал, Kor. да хотя бы в ОДНОЙ из НИХ ТОК совпадает с приложен. ным напряженнем. С.lедовательно, реле будет срабаты- Вать при более высокой из частот, настроенных на из- мернтельных цепях. Коэффнциент возврата реле очень высокнй, реле отпадает практически при той же часто- те, что н срабатывает. Вторая нзмернтельная цепь используется обычно для настройкн реле на определенную частоту возврата, значительно отличающуюся от частоты срабатывания (напрнмер, для пуска АПВ после АЧР). Прн этом на первой, постоянно подключенной измерительной цепи, настраивают нужную частоту срабатывания, а на BTO рой, нормально ОТКJ1Iоченной, нужную частоту воз врата. Вторую цепь подключают Tor"a, коrда реле (или 7 Jlоженноrо напряжения. При уменьшении частоты общее сопротнвление цепи станет активно еМКОСТlIЫМ и Ток в не и будет опере.жать при.лОЖС'IIlюе напряжение. СказаIl ное нллюстрнрует рис. 1, rде показапы векторные дна- rpaMMbI токов и напряжении для llOС,Тlедuвательвой цепи прн разной частоте питающеrо напряжения. На векторных днаrраммах показаны напряжения на индуктнвности И L, на кондеисаторе И С ' на резнсторе И л. ТОК по цепн J и пнтающее напряженне Ии. Резонансная частота завнсит от параметров цепи. Если увеличить индуктивность в цепи, то резонансная Частота сиизится. Рис. 2 Структурная схеМа реле РЧ l. Подробно рассмотрим устройство и работу реле РЧ -1, а в заключение особенностн выполнення реле РЧ-2. В реле РЧ-l есть последовательная цепь из дроссе. ля и конденсатора, называемая измерительной. Изме неиие фазы тока в этой цепи относительно приложенно- ro напряження фнксируется фазочувстпнтелыlOЙ схе- Мой. Схема дает разрешенне на срабатыванне реле, если ток в измерительной цепи совпадает с приложен ным напряженнем нли опережает ero. Такнм образом, при сниженнн частоты в сетн срабатываннс реле Пронс- ходит при частоте, равной резонансной частоте изме рительной цепи; при дальнейшем снижении частоты pe ле остается в сработанном состоянии. На рнс. 2 изображена структурная сХема реле. Оно состоит ИЗ входноrо трансформатора Т, фильтра низ- ших частот Ф, двух нзмерительных цепей И еР ИВ по- лупроводннковой схемы (обведена пунктиром'), б ока 6
5 F 2 РП, РП 2 5а qБ 128 З8 ;Н 88 " Р4 R18 822 В21 Р29 PO JДрl 7С Д3 Д13 СЗ Д17 RЗJ 8 68 I Д14 ЦДр 9 Д15 22B ДЦ 10 РП ;:; 11 "'{ b "аЗб 12 3 2С зс 5С Б: Д5 ;;; a Стl J:1l '" 7Ь , 1: 7 Т Т9 J Д1 82 83 85 8* Р9 '" 8а д2 Р7 820 .s.' R27 Ст2 2а,2Ь 1 > 87 Q т С1 +Бё 3132 33 34 О 8Ь Рис. 3. припципиалы:Iяя схема реле PQ-I. БС т 7С тт 8С Т все устройство) сработает. ТаКIIМ образом, реле сраба. Tы aeT при частоте, настроенной на первой измеритель нои цеПII (вторая не подключена), а возвращается при часто re, настроенной на второй измерительной цепи. В соответствии с ЭТИМ первую цепь называют цепью ера- батывания, а вторую возврата. Вторую измерительную цепь можно также IIСПОЛЬ- зовать в Тех случаях, коrда требуются разкые уставки срабатывания одноrо и Toro же устройства (в зависи- МОСТII :,т схемы сеТII или объекта, времеНII rода и т. п.). На неи и в этом случае следует настраивать более вы- сокую уставку. Как было отмечено выше, реле срабатывает при ча- стоТе сети, равной резонаНСIlОЙ частоте измерительной цепи. Изменение резонаНСIlОЙ ЧастотЫ И, следовательно, частоты срабатывания (уставки) в реле РЧ осуществля ется u ИзМеНением ИНДУКТИВНОСТИ дросселя. Д."!Я пере- строики 'уставок в условнях эксплуатации предназначе- ны отпаики на обмотке дросселя и дополнительная сек- ция обмотки, зашунтированная переменным резистором (l R или 2R). Увеличением числа включенных витков уменьшают частоту срабатывщlИЯ. R Переход На соседнюю отпайку IIзменяет частоТу сра- батывания на 1 [ц. Плавное изменение уставки дости- rается изменением сопротивления переменноrо резисто. ра 1 R илн 2R, шунтирующеrо дополнительную секцию обмотки дросселя. Для реrулировки реле на заводе-из- rотовителе (rлавным образом для подrонки шкалы) предназначен маrнитнЫй шунт, с помощью коТОросо можно изменять ВОЗДУШНЫЙ зазор в маrнитопроводе дросселя, т. е. индуктивность Bcero дросселя в цслом. Эта реrулировка позволяет компенсировать отклонения емкости конденсаторов от номинальной, отклонения xa рактеристики намаrничивания железа дросселя от рас. четной, такие технолоrические поrрешности, как измене. нИЯ сечения или друrих размеров маrнитопровода дрос- селя, числа витков ero обмотки и др. Напряжение выхода измерительной цепи И! СНlIма- ется с резистора R3 (R2) измерительной цеПII. Это на- пряжение совпадает по фазе с током в измеРlIтельной цепи и изменяет свой уrол относительно опорноrо Ha пряження 00 при нзмененlIlI частоты lIа входе реле (частоты сети). ЕСЛII частота сеТII равна частоте сраба- тывания, то 00 и 01 совпадают по фазе (рис. 4). На- 9
hряжение выхода измерительноli цепи возврата всеrда опереЖ8( т напряжение выхода цепи срабатывания, ТЭI< как цеПL возврата всеrда насrраипюоr на чаСТО1У БЫ ше, чем частота срабаlЫl3ания. Напряжения и о и и/ поступают на формирователи импульсов Ф1 и Ф2 (рис. 2) и преобразуются в прямо- уrольные импульсы. Эти импульсы ПОдаются па фазо- .. чувствительный элемент ФЭ, BЫ V. ", ходной транзистор которосо (Т4 U r . и, на рис. 3) кратковременно OTКj)],]- [, и ! "( вается ] раз в псrриод, если ча- СТота сети выше уставки, и а I 51 о) остается длительно закрытым Рис. 4. Фазные СООТНО- при частоте сети, равной уставке шения между опорным ИЛИ ниже ее. К выходу фа30UУБ напряжением и о и на- СТБительноrо элемента ПОДКЛЮ пряжением выхода ИЗМе- чен двухкаскадныН: У СИЛИтель. рительной цепи и f при частоте сети выше часто- Первый каскад СОСТОИТ из тран. ты срабатывания (а), зисторов Т5 и Тб, второй кас- рJВНОЙ частоте срабаты- кад из Т7 н Т8. В состав уси вания (6), НИЖе частоты срабатывания (в). лителя ВХОДИТ также элемент выдержки времени. Усилитель срабатывает только при длитель- но закрытом выходном траНЗlIсторе Т4 фазочуветви, тельноrо элемента, т. е. при частоте сети, равиой или ниже уставки. СрабатываНИt усилителя приводит к открытию траl<зистора Т9, входящеrо в состав иепол- нительиоrо opraHa. Коrда транзистор Т9 открывается, по обмотке выходноrо реле РП проходит ток, оно сра- батывает. Работа полупроводниковой схемы реле под- робно описана в 3. Для функционирования полупроводниковой схемы и выходноrо промсжуточноrо реле необходимо оператив- ное напряжение В реле РЧ-l приняты такие уровнн на. пряжений: +6, 12 и 22 В (последнее используется только для выходноrо реле). Напряжения отсчитывают- ся от общей шинки, условно принятой за ну,певую. Для получения указанных напряжений преднаdначеи блок питания, ОСНОВУ KOToporo составляют два стабилитрона Ст1 и Ст2 (рис. 3). С одноrо (Ст2) снимается напря- жеНИе +6 В, с друrоrо (Ст1) 22 В. С помощью ra- сительиых резисторов РЗ3 и R34 получают напряжение 12 В. На стaf5нлитроны напряжсние подают через друrие rасительные резисторы 3R, БR, и выводы 9 12 реле 10 РЧ-l. Если реле ИСПО,1ьзуется на 220 В постояи"оrо то- ка, то используют все rасительные резисторы 3R, БR" перемычка устанавливается между выводами 9 и /О. При питании от сети постоянноrо тока 110 В исполь- зуют ТОЛькО резисторы 5Р и БR" перемычку ставят меж- ду выводамн /о и 11. При использовании переменноrо опсративноrо напряжения примепяют вспомоrательное устройство ВУ-3, выводы 1 и 3 (см рис. 5) которосо нодключают соответственно к выводам 1 и 3 реле РЧ-I. В этом случае резисторы 3R БR, не используют, перс. иычки устанавливают между выводаии /О, 11 и 12 ре- ,1е РЧ-I. До 1979 r. выпускались реле, у которых было два ra- ситеЛЫlbIХ резистора 3Р и 4Р, а вместо выводов 9 12 использовалась колодка с тремя rllездами для винта (иа рис 3 не показана). При исполь овании реле с постоянным оперативным напряжением 220 В винт следует установить в положе. ние 1 (резисторы 3Р и 4Р включены последовательно), 110 B в положение 2 (включен только резистор 4р). При примеиении перемеЮlOrо оперативноrо напряжения (с устройством ВУ-3) винт устанавливают в положение 3 (резисторы 3Р и 4Р пе используются). Цифры 1 3 выбиты у соответствующих rнез,J. колодки. Дроссель 4Др и конденсаторы С5 и Сб (большой емкости По ]00 мкФ) образуют r-образный фильтр )1)IЯ подавления переменной составляющей в оператив ном напряжении Прежде Bcero это ваЖliО при питании от персменноrо оперативиоrо тока Кроме Toro, конден- саторы С5 и Сб обеспечивают плавное увеличение (сни- жсние) напряжения на ПОЛУПРОВОДИИl(овой схеме реле при подаче (сI1ятин) оперативноrо напряжения, что исключает кратковрсченные срабатывания выходноrо реле. Вспочоrательное устройство ВУ-3 (рис. 5) пред- ставляет собой фсррорезонансный стабилизатор напря- жения с выпрямительным мостом, Оно состоит ИЗ BXOД HOIO трансформатора Т, дросселя Др, конденсатора С1 и выпрямителя В. Первичная обмотка трансформатора т имеет 01пайки для подключения переменноrо напря. жения 100, 127 II 220 В. Параметры дросселя Др и кои- денсатора Сl подбирают так, чтобы индуктивное сопро- тивление дросселя БЫJIО равно сопротивлсуию кондеи сатора при напряжении на первичНОЙ сомотке тран- 11
сформатора Т, равном ( О З 5 0 4) и и частоте 47 5 [ , , нам, , Ц ДЛЯ работы с реле РЧ-l и 52,5 [ц с РЧ-2. Сопротнвление последовательной цепи Дp Cl при этом МИIIИ:vtально. При увеличении питзющеrо напряжения дроссель насыщается, условия резонанса нарушаются, сопротивление цепи Дp Cl увеличивается. В резуль- ДО С1 Т 2 тате обеспечивается ЗIlачи Ч ) В 220В ТСЛЬНО меньшее изменение Ь 1.f- 1278 Быходноrо напряжения по J t>I 6 qравнению с входным. + 81ЮВ Устройство ВУ-З предназна- 1 U о 6щ чено тОЛЬКО ДЛЯ COBMeCTHO Рис. 5. Принципиальная схема [О использования с реле се- вспомоrателыюrо устройства рин РЧ. БУ-3. ДЛЯ проверки работоспо- собности реле предусмотре- H КНопка К (рис. 3), шунтирующая основную часть ООТ\lОТки дросселя измерительной цепи срабатывания. При наЖатии КНОПКИ К сопротивление ЭТОЙ цепи стано- вится активно-емкостным, ТОК в цепи опережает напря жение входа. Это соответствует Сl!ижению частотЫ в cc ТИ, И реле ДОЛЖНО сработать, нсззвнсимо ОТ действи- тельной частоты сети. Все элемеНТ I реле размещены на КОРI1усе, откидной штате и съемнои плате, ИI\Iсющей печатный монтаЖ. Pe rулировочные элементы размещены На лицевой панели. Реле закрывается IШЖУХО:М, передняя стенка KOToporo прозрачная. Откидная плата связана с корпусом жrу- том rибких проводав, а съемная с откидной разъемом с 16 rнездами. Связь реле с внешними цепями осуще- ствляется через два четырехместных ряда выводов, по зволяющих выполнять переднее и заднее присоединения. Кроме Toro, еще один ряд выводов (9 12) предназна- чен для осуществлення переключения реле с 220 на 110 В напряжения постоянноrо оперативноrо тока и переключення для использования перемснноrо опера тивноrо тока (с помощью устройства ВУ-З) путем уста- новки перемычек. Обозначение элементов схемы выполнено по разно му в зависныости от их местонахождения. Элементы, разм щснные на съемной плате, обозначены сначала буквой, а затеМ цифрой (например, Р2, С5 и т. д.). Элементы, размещенные па корпусе и откидной плате, обозначены сначала цифрой, а затем буквой или одной 12 [J ::, 10 РП 01( 02 30 о 120 50 I 75 I 05 IС 70 ОВ 08 а} 8ePXH e?"1J 66/500610 з'( 4-Р D Р 10 02 30 o so 4С, SC I оБ 7ООВО8 а) Рис. 6. f'аСПО.'JOжение элементов па корпусе реле для выпуска по- сле 1979 r. (а) и ДО 1979 r. (6). буквой (например, 2Р, 5С, Т). Это облеrчает нахожде- ние элементов непосредственно на реле. На корпусе размещены (рис. 6,а) входной транс- форматор Т, дроссель 3Др и конденсатор 1 С фильтра ПblСШИХ rаРМОlIИК, конденсатор 7С элемента выдержки времени, выходное реле РП и три ряда выводов. На наружной (задней) стенке корпуса размещены резисто- ры 3Р БR (на рис. 6 не показаны). Они подключены к выводам 9 12, внутри реле на эти выводы устанав- ливают перемычки. На откндной плате (рис. 7,а) рас- положены дроссели 1 Др, 2Др и конденсаторы 2C 5C измерительных I1епей срабатывания и возврата, конден- саторы БС и 8С элемента выдержки времени и основа- ние штепсеЛЫIOrо разъема Р. : Р IС rJ 7C JJ о I " РП I 88 о "о О D l D О I 5, ., J, 2, I ' 7Jё Sё "'" I D О О D I о lоЗ оl I [ 1 !др 112 Др I ] I (ВВ] ........../ а) а) Рис. 7. РаСПОJJожение элементов на откидной плате (показано при снятОЙ лицевой панели) для реле выпуска после 1979 r. (а) и ДО 1979 r. (6). 13
На задней стенке откидной платы помещен дроссель 4Др блока !JНтання (на рис. 7 не показан). Кроме Toro, на откиднои плате закреплена лицевая панель реле ча. стоты. На рис. 7 она l10казана пунктнрной линией. До. ступ к MarHHTHbIM шунтам дросселей 1 Др н 2Др возмо- жен без снятня лицевой папели. На лнцевой панелн (рнс. 8) размещены rнезда, к ко- торым подсоедннены отводы обмоток дросселей 1 Др и 2Др, обеспечнвающие ступенчатое нзмененне частоты ческой ннформацнн, и на рис. 3 даиной брошюрЫ. Штепсельный разъем, связывающий съемную плату с откидной, имеет два ряда rнезд (на части, связанной с откидной платой) н штырьков (на части, связанной с съемной платой). Эти ряды обозначены буквамн а и Ь, rнезда (штырькн) в ряду цифрами от 1 до 8. Обозна- чения нанесены непосредственно на разъеме. Таким об. разом, каждая пара rнездо штырек обозначается од- ной цифрой н одной буквой (например, 7а, lЬ). Еслн на схеме около нзображения разъема стоит двойное обозначенне (напрнмер, ба, БЬ), это указывает на то, что шестые rнезда (штырькн) рядов а н Ь еоедннены, т. е. данная цепь проходнт через две пары rнездо штырек. До 1979 [. выпускалнсь реле РЧ-l с несколько отли- чающимся ОТ описанноrо расположением элементов. Это расположенне показано на рнс. 6,6 н 7,6. 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ Полупроводниковый диод является одной из разно- видностей вентиля, т. е, TaKoro элемента, который про. пускает ток только в одном направлении. При прило- жении напряжения в прямом направлении сопротивление идеальноrо вентиля равно ну. лю, падение напряжения н J нем отсутствует, ток оrрани- чивается с помощью сопро. тивления друrих элементuв цепи. Прн прнложении напря. жения в обратном направле- нии сопротивление вентиля бесконечно велико, все дейст вующее в цепн напряжеиие приложено к вентилю, ток в цепи не проходит. Полупроводниковый диод (в дальнейшем диод) состонт НЗ двух слоев кристалла (рнс. 9), в одном нз которых за счет введения так иазываемых донорных примесей нмеется нзлншек свободных электронов в КРИ- сталлнческой решетке атомов (п-слой), а в друrом на- блюдается их недостаток, или, как прииято rоворить, есть излишек «дырок» (р-слой). Излишек дырок обра- зуется за счет введения так называемых акцепториых 15 01,5 O. , б 500 048 (i) '(1)' 2 ;Jl 'О J9 .90 2 10 047 480 о а О б Сраоатыоание ВОЗD/Jаrтt .7 О РЧ - /- У4 040 480 0-------.0 О О 0,15с о о..........;) о О,Зс ( Or c 8ре'1Я сраоаf'7ыtанця о о Рис 8. Лицевая панель реле. срабатьшаНIIЯ и возврата рсле с обозначениями уста. вок, резнсторы плавной реrулировки уставок с шкалами от О до 10 (каждое деленне примерно соответствует 0,1 [ц), перемычкн для изменения уставкн по времсни срабатывания реле и кнопка К для проверки работоспо- собности реле. Всс элементы снабжены поясняющими надписям , показано u положение псремычек, COOTBCTCTBY ющее тои или ИIIОИ уставке по времени срабатыва ния. Зажимы для устаноI3КИ перемычск, определяющих время срабатывания, соответствуют слева направо точ кам 31 34 ПРИl!цнпнальной схсмы реле (рнс. 3). На рис. 3 перемычки показаны в положенин для уставки 0,5 с. Остальные элементы реле (диоды, транзисторы II маломощные резисторы) смонтированы на съемной пла те с печатным монтажом. Около каждоrо элеМента Ha несена маркировка, соответствующая обозначению эле мента на схеме реле, НРИВf'денном в заводской техни. 14 + - + - + - + , - + п := + + , , I ., пе ехо3 p Рис. 9. Схематическое изо- бражение полупроводнико Boro диода.
nРllмесей. Прll этом каждый слой элеКТРllчески нейтра- .'leH, а ИЗЛиШек (или недостаток) электронов paCCMaT ривается относительно сuоБОДllЫХ мест для них rз КрИ сталлИческой решетке OCHOBHoro материала. В большинстве случаев в качестве OCHOBHoro КрИ сталла используют rермаllИЙ или кремний, т. С, элемен ты IУ rруппы, в состав атомов которых входят четыре вале IТИЫХ электрона. Тоrда в качестве ДОllОРНЫХ при месси примеияют элементы V rруппы, имеющие по пять валентных электронов в атоме сурьму, фосфор, МbIШЬЯК. В качестве акцепторных примесей применяют элементы III rруппы, имеЮЩllе по Трll валентных элек- трона, напрllмер II"ДIIЙ, rаЛЛIIЙ 11 бор, Атомы ПрllмеСII внедряются в крllстаЛЛllческуlO ре- шетку OCHOBJiOrO материала. При этом каждый атом ПрllмеСII (как и атом OClloBHoro материала) должен свя' заться, т. е. иметь общие электроны, с четырьмя coceд IlИМИ u атомами OCHOBHoro мзrернала. У донорных при месеи ИЗ ПяТИ валентных электронов четыре входят в связь с четырьмя атомами OCHoBIloro полупроводниково [о кристалла, а один остается свободным. Получается КРllсталл с с оБОДНЫМII электрОlIаМII, IIЗ которосо обра- зуется n-с,"ои (в диодах 11 друrllХ полупрОВОДНIIКОПЫХ Прllборах). У акuепторных прllмессй для связи с Че- тырьмя атомами OCIIOBHoro материала ОДllOrо электрона lIе хватает, т. е. образуется дырка. Из TaKoro криста..l- ла образуется р-слой. На rра"иuе СОПРIlКОСlIовеНIIЯ слоев (рIlС. 9) при от- сутствии Вllешнеrо злектрическоrо поля часть эт; ктро нов из п слоя переходит в р слой. Из за 3Toro р слой получает отрицательный заряд, а п СJIОЙ полоЖнтель иый. В прилежащей к rранице СБоев облаСТrI возникает электрическое тюле, препятствующее да.llЬJlейше:ыу пе- реходу элеКТР 1I0В о В р-слой. Близкая к rpallllue слоев зона, в которои деиствует внутреннее электрическое по Ле, lIазывается р-n-переходом. Если прllЛОЖИТЬ к ДIIОДУ lIапряжеНIIС в прямом на- nравлеиии, т. е. плюс к р-слою, а минус к п слою, то электрическое поле от приложенноrо напряжения сКОМ- пенсирует Вllутреннее электрllческое поле в р-n-переходе. Свободные эле троны получат возможность переме- щаться в р слои к притяrивающему их положительио му электроду. Точно также дырки получат возможность перемещаться в n-й слой к Отриuательному электроду, 16 ПО ДIIОДУ пойдет ток в прямом направлеНIIII. Вместо ухо- дящих из п слоя электронов от источника пнтания по ступят 1I0вые, поэтому оба слоя будут по-прежнему электрически нейтр аJIЬНЫМИ. После отключения источни ка питанИЯ Ток через диод прекратится, а в p и п слоях останутся свободные элеКТРОIIЫ 11 дырКII в такой же конuеllтраUIIИ, что 11 до прохождеllllЯ ТОКа. ЕСЛII lIапряжеllllе ПРIIЛОЖIIТЬ в обратном направле- иии, т. е. плюс к п слою, то электрическое поле от при- ложеНllоrо напряжеНIIЯ УСIIЛИТ внутреllllее поле в р-n-пе- реходе. ОТРlluательный Электрод (присоединенный к р-слою) будет оттаЛКlIвать от ссбя свободные элеКllРО- ны n слоя, прохождеиие TO ка в прямом направлении стаиет невозможиым. При этом некоторое КОличествО элект;ронов может переме- щаться из р слоя в n слой, образуя обратный ток 1 0 бр. О днако этот тоК Очень мал, так как своБОДllые электро- IIЫ в р-слое праКТllчески от- сутствуют. Прll увеличеНlI1I обратноrо напряження Uобр проис- ХОДIIТ резкое лаВlIнообразное увеличеНllе 1 0 бр за счет иоиизации р-слоя под действием электрическоrо поля и повышения температуры. Это явлеНИе называется про- боем диода. НапряжеНllе, Прll котором наступает про- бой, называется напряжеllием пробоя. Вольт-амперная характеРllстика реалыlrоo Дllода Д226 показана на рис. 10. Масштабы для прямых 11 обратных токов (на- пряжеНIIЙ) lIа рllсунке различны в связи с разным по- рядком их веЛIIЧIIII. ОСIIОВНЫМИ параметраМII диодов являются допусти- мое обратное иапряжение Uобр,тах, наибольшИЙ обрат ный ток /обр, допустимый ток В прямом направлеиии /доп, падение иапряжеиня в прямом направлении А.U пр . В реле РЧ прllменеllЫ креМlIневые диоды Д223 и Д226. ОНII IIСПОЛЬЗУЮТСЯ в основном для разделения цепей и образования диодных КJIючей. Полупроводииковый стабилитрои представляет собой кремниевый диод с повышеНIIОЙ концеllтраuией элект- Щi IпjJJIА 200 100 У оао .8 300 roo 50 О 100 150 z Uпр,1 II}6r ,IIIIA Рис. 1 О. Вольт амперная xa рактеристика полупроводника- Boro ДИОДа. 17
l,р 11" " l' , l' 11" I I I 11"" Ir;r,т L {/ I и,р [r:m1тax I cт о) ", [оор,тах 1f)5p а) ВаЖНbIми параметрами стабилитрона являются ми- нимальный IcT,тin И максимальный /ст,тах обратный ток и рассеиваемая мощность. При токе через стабилитрон меньше 1 CT,тin напряжение на нем снльно заВJ{СИТ от тока, т. е. уже не является стабилизированным. При то- ке больше 1 СТ,тах стабилитрон сильно наrревается и мо- жет выйти ИЗ строя. ранов и дырок, поэтому р-п-переход у несо получается достаточно узким и при приложении к диоду относи- тельно небольшоrо обратноrо напряжения в р-п-пере.. ходе получается значительная напряженность электри- ческоrо поля. Появляется возможность непосредственно- со перехода электронов из р-слоя в n-слой (электриче' + ] j,1,-- .!;,I T u р B' СТ нмр 1 ) 11 р 11 п . Б 2. , 11 Р 11 1, tr Рис. 12 Схема J3ключения ста- билитрона ДЛЯ JlОJlучения CTa билизированноrо напряжения Рис. J 1. Вольт-а.\1перные характеристики l:табилитро НОВ. tt: полнаlt; б обычно изображаемая часть полной xapaKTe ристнки, являющаяся рабочей. Рис. 13. Транзистор p п p. I эмиттерный переход; 2 кол. JIСКТОРНЫЙ переход. +u З,а jIs +иа,к +!Iз,1f ский пробой перехода) , это приводит к быстрому уве- личению обратноrо тока при практически постоянном приложенном напряжении. Если оrраиичивать обратный ток с помощью сопротивлений элементов внешней цепи и не допускать переrрева диода, то он не разрушается. Прн уменьшении обратноrо иапряжения обратный ток резко сни)Кается. Обратное напряжение, при котором наступает элек- трический пробой, остается практически постоянным. Оно используется в качестве стабилизнрованноrо напря- жения. Если включить стабилитрон в прямом направ- ",ении, то он ведет себя как обычный диод. Падение напряжения в прямом направлении составляет O,5 l В. Полная характеристика стабнлитрона (как диода) 11 ero рабочая характеристика показаны на рис. 11. Ос- новным параметром стабилитрона является наПРЯЖСlше стабилизации ИСТ, т. е. обратное напряжение на стаби литроне при прохождении по нему тока определеиной для данноrо типа стабнлитрона величИНЫ и температуре 20'С. Напряжение ИСТ для разных стабилитронов одно- ro типа (при одном и том же токе) бывает различным, отклонения обычно составляЮТ :!:: 10% среднеrо значе- ния ИСТ, - j Колебания стабилизнрованноrо напряжения, вызван ные изменением в допустимых пределах тока через ста- билитрон и температуры, составляют обычно 3 5% Ии: для используемых в РЧ стабилитронов эТо доли Вольта. Более существенное изменение ИСТ может произойти при замене стабилитрона. При использовании стабилитрона для получения ста- билизированноrо напряжения ero включают так, как показано на рис. 12. Прн изменении входноrо напряже- ния И nх примерно пропорционально изменяется ток CTa билитрона 1 СТ' К роме Toro, 1 СТ изменяется при измене ' нни наrрузки. Увеличиние тока по наrрузке J Harp при- водит К увеличению падения напряжения на балласт. 110М резисторе Rб, из-за чеrо ток по стабилитрону умень- Шается. Если колебания входноrо напряжения и тока наrрузки таковы, что J от остается в пределах допусти- Moro тока (не меньше минимальноrо н не больше MaK симальноrо), то напряжение на стабилитроне и, следо- вательно, на наrрузке остается пр актически постоян ным. В реле РЧ, как н в ряде друrих полупроводниковых устройств, стабилитроны применяют именно для полу. чения постоянноrо стабилизированноrо напряжения. Совместно с балластными резисторами они являются oc вовными элементами блока питания реле. 2' 19
Для реле РЧ применяют стабилитроны Д815А и ДВ16А, для которых напряжение стабилизации соответ- ственно составляет примерно 6 и 22 В. Полупроводниковый триод или транзистор состоит из трех слоев кристалла: р-n-р или n-р-n. В качестве ос- НО,ВНОl'О кристалла используют rермзиий или кремний. Большее применение имеют транзисторы р-n-р с так называемой прямой ПрО8QДИМQСТЬЮ. Рассмотрим ПрИН цип их действия. Схема транзистора изображена на рис.13. Левый р-слой называется эмиттером Э, пра- вый коллектором К, средний n-слой базой Б. KOH цептрация дырок Б эмиттере и коллекторе значительно выше, чем концентрация свободных электронов в базе. На rраницзх слоев, как и в ПОЛУПРОВОДНИКОВОМ диоде, образуются р-n переходы. Переход на rранице эмит тера и базы называется эмиттерным переходом, а на rранице коллектора и базы коллекторным пере ходом. Чтобы Пропустить через транзистор ток, к слоям нужно приложить напряжение так, как это ПОК3З3НQ на рис. 13. К эмиттерному переходу приложено напряже- ние И э . б в прямо", направлеНИII (плюс к р-слою). Пе- реход открыт, и дырки поступают из эмиттера в базу, образуя эмиттерный ток [,. Часть из них, соответствую- щая числу свободных электронов в базе, уходит из ба- зы во внешнюю цепь, образуя ток баз [б. Поскольку концентрация спободных электронов Б базе значительно меньше концентрации дырок Б эмиттере, Б создании I б участвует лишь 5 10% общеrо числа дырок, поступив тих в базу из эмиттера. Остальные дырки под воздеЙст- вием электрнческоrо ПОЛЯ, созданноrо коллекторным Ha пряжением И б ,,,, через коллекторный переход поступают в коллектор и затем во внешнюю цепь, образуя коллек ТОрНЫЙ ТОК [н. Этот ток является обратным для коллек TOpHorO перехода. Но переход не разрушается, посколь КУ ТОК создается не за счет ионизации слоев, а за счет притока ДЫрОК из эмиттера. Этот ТОК оrраничивают Ta ким образом, чтобы транзистор не переrревался. В рас- смотренном режиме ПОД действием приложенноrо Ha пряжения эмиттер коллектор ИЗ." через транзистор проходит ток [", транзистор открыт. Ток [", т. е. сте- пень открытия транзистора, при прочих равных усло- ВИЯХ определяется напряжением эмиттер база. Пол ностью ОТКрЫТЫЙ транзистор имеет очень небольшое внутреннее. сопротивлеНИе; падение напряжения в !lС пользуемых транзисторах не превышает 0,2 В. Если базу сделать положительнее эмиттера (рис. 14), то эмиттерный и коллекторный переходы окажутся за крытыми. По коллекторному персходу при этом прохо- ДИТ обратный ток [и,о, составляющий для современных транзисторов единицы и доли микроампер. Несмотря на приложенное, как и в прсдыдущем случае, напряжение Из,,, ток через транзистор (т. е. по цепи эмиттер кол лектор) практически не проходит, транзистор закрыт. из,5 + +иO;K +uз,к т "' Б U з,к+ Ри . 14. Подведение напряже- ний к транзистору p п.p для ero закрытия. Рис. 15. Транзистор п p-п. 1 эмиттерньтй переход; 2 ко.'!- лекторный переход. Таким образом, незначительное изменение управляющс. [о напряжения Uэ,б вызывает изменеНие тока через транзистор от нуля до макснмальноrо значеиия, перево днт транзистор из OTKpbIToro состояния в закрытое (и иаоборот) . Сказанное выше относится и к транзисторам с об. ратной проводимостью типа n-р-n. Для прохождения че- рез такой транзистор тока к нему следует подвести на- пряжение так, как показано на рис. 15. В этом случае эмиттер является источником свободных электронов, KO торые проходя через эмиттериый и коллекторный пере ходы, создают ток Ia, Iб И I R . Поскольку направление тока совпадает с перемещеннем положительных заря дов, считается, что ток через открытый п p п транзи стор проходит от коллектора к эмиттеру. Противопо ложное направление токов в транзисторах разной про. ВОДИМОСТИ учитывается в их условных изображениях. На рис. 16 стрелка направлена ДJIЯ транзистора р-n-р от эмиттера к базе, а для п p п от базы к эмиттеру. В реле РЧ транзисторы включены по схеме с общим эмиттером; используют только полностью открытое или полностью закрытое состояние транзисторов, т. е. они работают в ключевом режиме. 20 21
Необходнмо отметН1'Ь еще одну особенность траНЗИ- стора Поскольку эмнттер н коллеК10р представляют собой слон ПОЛУIIроводннка одной и той же проводнмо- сти, ПРИНIщпиально возможна работа транзистора с обратнои полярностью напряжения эмиттер коллек тор (рнс 17) Прн этом коллектор HrpaeT роль эмнтте- ра, н наоборот В таком случае транзистор открыт, еслн база будет отрицательнее коллектора Этот режнм ра- боты называется инверсным Еслн КЛЮЧ К. разо'JЮИУТЬ, то база транзнстора Т оказывается IПОДКЛЮЧtНIНОЙ К делителю R3 (R f + R2) между 12 В н +6В, н пютенщнал ее станет отрнца- телынее (ПрlИ отключенной базе потенциал ТОЧКИ А был бы около 3 В). Транзистор открывается, и по обмотке реле ПРОХОДИТ ток, КОТОРЫЙ сщределяется СОПРОТИiвле НИ5V1 оБМi()ТЮИ И ПИiтающим напряженис\! Падение Иd пряжеиия на {)1'I1KPbITOM траИЗИiС:ЮlPе практически OTCYT ств\ует Реле qpa6aTЫiBaeT ПРИ заlмьrкании ключа TpalH e 9 9 )/ : 5 j [о иO,!(+ 128 123 22B RI R2 R6 R7 RI Д А С2 РП Д1,Д2 + R2 : Б ДЗ в r( А Т , R3 , Bblxoa 'с О К ...1.-'1 +68 -т- , Рис. 18 Схема I BЫXOДHO , ro каскаДа I д'1 R8 i R3 R5 О Рис 19 Схема усили теЛЬНоrо каскада f"SB U J ,!( + Рис 16 Условные изо. бражения транзисторов р n-р (а) и п-р-п (6) Мы раССМотрелн работу полупроводннковых пр ибо- ров очень упрощенно Принцнп действия, устройство, характернстнкн полупроводинковых приборов, а также способы их использования достаточно широко освеще. вы, например, в [1, 2], а техническне данные н основные характернстикн прнведены, напрнмер, в [3] Рис. 17. Работа транзисторов в инверсном режиме. з. РАБОТА УЗЛОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВОй СХЕМЫ И РЕЛЕ В ЦЕЛОМ Узлы ПIOЛУПlРIOlВОДННIКОВОЙ схемы реле рч-] удобно начать рассмалривать с npOCl'oro Быходиоrо каскада, нзобlражеННICJrо на рис 18. Предыдущий каскад, кото- рый УIПlраl8ляет траН31И1СТОрOlМ Т, нзобразИlVi в виде КЛIO ча К, раЗ()l\1:IR,ИУТЫЙ ключ СОЮl'веrСТ1вует З3fi,рытому со. СТОЯНИЮ IВЫХОДIIоrо f1рЗlнзистора предыдущеrо каскада, за\!юнутый открыro\!у Korдa ключ К. заМIJШУТ, база транз<нстора Т (точ- ка А) ПCJ)lIr<лючеиа к делнтелю R2 R3 между шннкамн -+ 6В и О, поэтому ее потенциал ЗIН3iЧителЬiНЮ положи. теЛlJнее эмнттера (подключеН'НlOrо к ШНlНке О) н транзн- CTolP надежно заr<рыт Ток в обмот<ке реле РП Пlрактиче- ски отсутствует, реле находится в отпавшем положе- нин зистор З3Кiрыщается и реле ОТП31дает При З31КрЫТИИ Тр3lН3ИСТDlра из.за IИIНД у 1КТИ l 8носrи оБМОТRiИ реле \10ryr ВОЗНИlКНУТЬ переН3IПрЯЖClI-IИЯ, на коллекторе траизисто ра будет IВ ЭТО\1 с.1учае большой отрицательный потеlI циал Для предотвращения повреждеиия транзистора ИlOПWlьзуется днод Д, КОТOIрый шунтнрует обмотку реле, если ПО1тенциал ее НlижнеI10 вывода стшнет отрицатель нее шннки 22 В. Прн открытом транзисторе Т ДHO, Д закрыт и не влняет lIa работу реле Таким обраЗОI\1, с помющью TaKoro h.аокада, раБОl a ющеIО в ключеВО\1 реЖИlме, обеспечивается срабатыва- ние реле при размык3IНИИ ключа К, т е при заКJрЫТИИ ВЫХО)llНОПО 11раlIЗНСТOIра Пipедьr,цущеrо каскада. Коллек- торное lиаПlряжение принято 22 В, чтобы обеопечить на- дежную работу выходнOIСО 'реле РП-220, которое н,меет на\пряжеиие срабр.тыв3IНiИЯ ОIКIQЛО 15 В РаСС\10ТР I ИIМ работу более СЛОЖИOl'о усилителыноrо каскада, СOlсroящеrо из щвух траIIЗН,СТОРЮIВ (рlИ'С 19) Как н 'раньше считаем, что управление каскадом осу- 23 22
ществляется с помощью ключа К. Прежде Blcero следу ет IQТ1метить, что ТрШН3ИiС'Т'ОIР Т 1 имеет обршТ1НУЮ ПрОВЮ димость (п p п). Такой транзистор открыт, если ero база имеет положительный потенциал относительно эмиттера. Эмиттер ТрШНЗИСlюра Т1 подключен к сред- ней точке делителя R7 R8, ВЬПЮЛiНенноrо из относи тельно IНИЗКОQМНЫХ рези,сторов (по 1,2 кО\!). ПотеНIЩИШll Э\1lиттера 'ОКОЛО 6 В и мало зависит от состояния тршнзистара Т 1 (OTNpbIT И\1lИ закрыr), таК как iCОПР'ОТИIВ- ление реЭИСТОlрOlВ делителя На порядок меньше коллек" ТОрНiой на руз'Ки т 1 ('резис'l1Ор [(4 на 10 кОм). При заМlКНУТОМ ключе К ДИО\Д Дl открыт, следоваrrелыно, Д2 за,крыт (та,к как точ,ка 'Б имеет потенциал не поло- )blитеЛlJнее точки А, связанной через Д1 с ши,нкой О) И отделяет базу транзистора т 1 ОТ шиикН 12 В. Поэто- му база Т1раНЗИiCТOIра т 1 IЮЛСЖИ1'сльнее cro эмиттера, и т1 01'l'lpbIT. Прll этом обеспечен отрицатет,иый потен- циал базы тр ",нзистора Т2. Последний тоже OTNpbIT. Точка Б Пiри открыто\! транзисторе т 1 немно,ro llЮЛiОЖИ- тельшее ТО'ЧЩИ В на величину падения Н3Jпряжения яа эм.иттерном переходе открытоro Т 1. При ,размыкании ключа К ДIIОД Д1 закрывается, что позволяет открыться ДIIОДУ Д2, база транзистора т 1 получает 'ОВЯЗЬ с ШИiНlкой 12 13 и окззьшастся IfIОД ключенной к делителю [(2-[(3, причем сопротивление [(2 \1еlНьше [(3 Транзистор т 1 закрывается (пр," отсо- ею"ненно,м диаде Д3 потенциал тоwи Б был бы около 8 В, т. е. отрицаlтеЛlJиее ТО',ки В). Дкод Д3 предназ- начен для защиты Эi\1иттерн'Оrю перехо,да траНЗИiстора Т1 от больших З3ПИlраJOЩIIХ наПlряжений (наПiр'Яжение в точке Б ОТ1Н/OIситеЛЬНО ЭiМИllера транзистора т 1 не Пiре вышает паде\IIlЯ нзпряжеIliНЯ на диоде Д3). KpolMe то- ro, ДIIОД Д3 опюс(}бствует стз,6ИЛЫIОЙ работе транзисто- ра Т 1 Пlри кюлебаниях те,мпературы. ЗаКРЫТllе тrpанзи- C'l10rpa т1 лrРИВiOдит к за'NрЫТiНЮ Т2, так как база TpaH зистора Т2 отделяется от шинкн 12 В, но остаст,ся пю,дключе.нной к ШlliНке +6 В через рези,стор [(5, дно,д Д4 имеет тз]юе же назначение, каК Д3. Диоды Д1 и Д2 обраGУЮТ так iНазывае\1ЫЙ ДИОIДНЫЙ ключ Если диод Д1 открыт, то Д2 оБяз3тслыl0o за рыт, и нзюборот. Упршвление с ПОМОЩЬЮ ДИOlД)RОI'Q ключа повышает чеТ кость рабо'ты У1]]ра"ляемю, о траНЗll'стора. На РИС. 19 ПУНКТИ1Ю1М ПОlказапы конденсатюrpы С1 11 С2. Конденсатор С1 за<ме,цOlяет закрытие транзистора 24 t 1 после .,размыкания ключа К на время зwряда С1 Д<3 напряжеlШЯ, IpaBIHoro Iютенциалу ТОЧКII Б (так как диод Д2 011Крывается тол!>]ю в том случае, если 1 очка А О'f\ридатеЛЬRсе ТОЧJКИ Б, а ДО за1ряда конденсатора ТОЧ ка А остается положИ'Тельнее, чем т,очка Б). Подо.б.ную роль Iможет иnрать NOнденсатор С2, который также на время CBiQero заряда задерживает ПОЯlвление iВ 'f10,чке А ОТ1рицатеЛЫЮfО потенциала после рэ.Зlмыкания КЛЮ ча К. При замкнуто,м ключе К конденсатор С 1 ШУIНТИ' ро,ван через дио,д Д1 н разряжен, ыонденса.тор С2 ШУБ- ти<ров",н через Д 1 1\1 Т2 И 'l10же ,разряжен. 128 Р1 р, Ре А Выход Б Д1 8 Т2 К1 К2 '1 Р3 Д2 Р5 О +68 1?/ Д1 R? R4 Б r Выход А Д2 В Т RI RJ О +68 Рис. 20 Фазочувствительиы й элемент схемы реле. Рис. 21. Схема усилительно orраничитеЛЬНorо каскада. Таким образом, ПрlИ за,МNIIУТОМ управляющем клю че К ВЫХЮil1110Й транзнстор Т2 рассматриваеМ<Jrо ,каска, да oTrrpblT, а при разомкпутОМ К закрыт. Если IПlОIД- ключен конденсатор С1 или С2, 1'0 заКiрытие траIlЗИСТО- ра Т2 происходит не IJ М'ОМ"НТ размыка.ния упраlВЛЯЮ- щеrю ключа, а через неКlOтюрое время. На рн'с. 20 покава.н фаЗО'lувствительныЙ элемент схемы реле. Как и при раССМОlтрениlЙ УСiИлителыных каскадов примем, что УПiршвление осущесТ\вляется клю. чам,и К1 и К2. При за'мrrнуто'м ключе К1 транзистор т 1 закрыт, поскольку ero база включена меЖ!д.У шинка ми О и +6 В и положительнее эмиттера. При о ключеll- 110\1 ключе К 1 база тр а\НЗИС1 ора т 1 о,казывается под- ключ"нной ,межIЧУ шинкамн +6 в и 12 В. Так как СОПlротивление до ШИi'нки 12 В меньше, чем до шинкiИ +6 В, база транзистора т 1 приобретает отрицатель- ный потенциал (относительно эмиттера). Если коллек. тор транзистора Т 1 будет отрицательнее шинки О, то 25
'ТРЮ13исrар 1'lоrкрое11СЯ. Ст"щовательно, 'ключ ki у,п- раlнляет ТРaI.rЗ1ист,о.Р,QiМ Т 1. П,р,1I за'М,кJНУТО" ключе К2 канденсатор С1 н'рактичс- СКII разряжен. Потеllщиал верхней пластИНЫ (точка А) равен ,нулю, потенциал НИЖllей пластины (точка Б) близок к lIулю (подробное описание Пlроцесса разряда к[шденеаюра СМ'ОТlрИ ниже). В мо,мент Iраэмык3IНИя ключа К2 начИнает,ся заряд конденсатоlра Сl. Бели в 3110 -время атюрыт траНЗИIСТОР т 1, ТО ТIQIК заряiд3 прv,хо,цит через rrero, потенциал Т'D'Ч КИ Б 'Б процеосе заряда ОСlаеrся ,Р3IВНЫ:\1 нулю, точка В остаеТ1СЯ поло'ж'нтелмюй и транз ис.roр Т2 Не 'OT:к,pЫBaeT ея. ЕеЛII транзJ!ICТОР Т 1 закрыт, та зарядныЙ ток начн- на'ет п'роходить пю 'рсзистар,у R5, база l1ранзистора Т2 приюбретает. ОТрИiЦaiтелЬiНЫЙ потенциал OT1I-I'Oсителыю эмиттера, транзи!Стор Т2 о'т,крывается. По мере 'нараста- ния нап<ряжеНlИя на Iюнденсаторе ток пю резистару R5 умеиьшае1lCЯ и Ч'E;jрез IHeK0J10pOe в'ремя Iю'сле начала за ряда траIIВ'ИСТОР Т2 за,крывается. Вре"я открыю о СЮlсТаЯ,НИЯ Тlранзистора Т2 опреде- ляется параметрами схемы, для реле РЧ-l оно состав- .тrяет Q:КЮЛО 1 :МIС. При замыкаНИII I<люча К2 конденсатор С1 ра"ря- жается. Процесс протекает слеДУЮЩIIМ образом. Как IIЗ- ве.стн.о, 'нап,ряжение на КOIнденсаторе ,не из,мerняет,ся Mf'HOBelIiHO. П'ОЭТО(Vf.'У в первыЙ ,момент Пlосле заМblrКЗ'НИЯ Ключа К2 Il'отенциал ТЮЧКИ А CT3I-IОIВИrcя Iр3lВ'ИЫМ нулIO, а потонциал ТQ'Ч'КiИ Б стаIНЮВИТ:СЯ пюлож.ительнее iНa нз,пряжение, до KOTopo,ro был заряжен конденсатор, т. с, lI'ри'мерно на 12 В. ПотенциаJI базы траIН3И,СТОРа Т 1 соста,ВЛ5lет ЛlI!бо около 1,5 В (п.ри за,МI<I1'УТОМ <КJlючеК1), либо о,коло 4 В (щри раЗОIМКНУЮМ Ключе К 1). ТаКII'М образ'ом, юоллекюр траизиоора Т 1 по,ложительнее ""итте.ра, а ero ба'заотрица,тельнее коллектора (неза- В'ИСИ'МО от ,СОС1ЮЯННЯ Кl). В таком' режиме траИЭ'IIСТОР открьшается и Чбрез иеIlО ПрОИlсходит 'разрнд KOIHiдeHca тора С1. Если ключ К1 разомюнут, ТОI<Dнденсаюр раз- ряжает,ся пра,ктиче.ски до нуля.; ссли ключ 1(1 заМКiliУТ, то разряд првкращает'Ся, коrда потенциал базы CTaHO виТся равным потенциалу базы тра'нзист[)ра Т 1, так как в этот :'vlOiМeHT траНЗИСТОIР Т 1 закрывается. Разряд ЮОНiденсат<ора С1 iНe является 01Cl1IО"НЫ11 про. це,ссом. Работа ,схемы оон'Ована на процеосе заряда С1, во время коrороло отroрывается или iНe 01'1Кipывается 26 траlШIIСЮр Т2. Кратковре"е;ннае ОТ'l"рытие траНЗlIстара Т2 ПРОН'СХО')lJИТ в мОМент размыка,НIIЯ ключа К2, есл,и ключ К1 при "110" за,МКI1УТ. Если I<люч К1 размыкается OДHOВlpOMeHHO с КЛЮЧ!QI}[ К2 ИЛИ 'раньше, то ТipaH3M<CTOp Т2 н,е 01'крывается. ТакИJМ 'Образ'о", схе,,, а фН'ксН'рует fI'O'Р'я,.дOlК ,размыкания ключей; если сначала размыкает ся ключ 1\2, та т'ра'нзи.стор Т2 кратк'Оврсменнооткрыва- стся, если ключ К1 ,остается за.крыты:.!. Тсперь 'раlС'CI:vЮТрИJМ "работу усил,ителыН'о оnрCfiНИЧИ тельноrо ,каlскада (lр'ИС. 21), I{ОТОРЫЙ ИСПЮЛЬЗУС'FIСЯ дЛЯ преобраз,ован'Ия СИlНУОOlндаЛЫIOr,о ,нап,ряжения iB ПрЯIМО уrошшые .иМПlульсы. при iQТ'СУТ1СТВИИ 'Dхсщнюrо напряжения и вх тра'нзи СТЮlр Т .оТКРЫТ, ПЮСКОЛЬiку ero база окаЗЫваеТ'ся ат;рица теш,нее ""иттера (та,к как ТОЧlКа Б оrрицателына). Kor- да к реЗIИ!С1'Ору R1 прнложена ОТ'РИЦЭJтель.ная ПlOлув,ал,на Бходн'оrо напряжения, точка А получает еще более OT рица'теЛI>НЫЙ потенциал, диод Д1 заI<ры.вается, прещот- враща,я чреЗi:\1ераое Уlвеличение тока через эм'Иттерпый пере"од транзистора Т. Т,ранзистар ТСУстаетея откры- тым. При ПiQл,ожительiНОЙ ПОЛj11волне напряжения иВХ точка А ,IЮСле ПРСl'ращения т'Ока по рези,стору R 1 (и'ли ИЗ'::vIВН6НИЯ ero ,наПiрз,шrelНIИЯ) становится положительной, ДiИОlд Д 1 открывается, а Д2 зак'рывается, та,к как тючка Б сrа'Н'оВ'ит,ся ПiOло'Ж'ительнее точ'ки В. Это приводит К OI1делению базы тран'Зи,стара Т от ШИНКII 12 В, н т<раН3ИiC'ТlQр заКlрывает,ся. Нщдсж,ное зак,рытие -обеспечи вается ПЮiД3'чей поло}кителыоrоo потонциала через :резiИ стор R3, ЩИОД Д3 защищает эмиттерный llерех,сщ о'т больш'оrо запирающеrо напряжения. При закрытии траiИз'и:стора Т в ТОЧКе r П'ояв,ляется QтрицаrеЛЬ1ное Ha пряжеIIие, Т. е. и:.!пулье. Амплитуда имлуль<:а не зави Сит 'от 3',:МПЛ::ИТУiдЫ :ВХiOIДjНЮro Iнапряжен'Ня, а ОПlределяет:ся КQЛЛОКТOiРНЫМ: 'наЩ1яжениЕ'1М, ОСJIП'Р'О'fjн,вление,:\1 IIаrРУЗ'I{iИ И Дрi)ТIЮ/Ш параlметра,:-.1ЛТ схеМЫ. Ширина И1мпу,ль,са, т. е. ero дли:т,е.iIЫНОСТЬ, ,НБСЖ'ОЛЬ'К:О Меньше ПQЛУ:НОЛНЫ BXOД!НO со llаlllряже'Ния, так как для закрытия Дllода Д2 'нутно, чтобы ИИ было 60лт-..ше 'Паденпя наПРЯЖ6Н'ИЯ на ре3'И старе Rl при отсутстlВП:Н Bxo .ЦlHo,ro напряжения. Та,КИ1М обраЗО:'VI, при перВ\1еИНQIМ синусоидалыю,:м напряжепии на вх'оде сХемы !ИЗ ЗЫХО1ДС появляются прямоуrЮЛЬiНые И",]]УЛI>СЫ (,рИ!С. 22). ПОlсле Ю'3:Н31КОlмления 'с работой отщельных УЗЛОtВ pac смотрим ра60ТУ ,в,сей ,схемы. Сначала в р.нем<ся к СТрУК- 27
правилыной работы peТIe чаСТОIЫ при lIебольших напря жениях на входе реле Отклонения частоrы срабатыва иия от уставкн вызыrзаЮ1СЯ ДВУ\1Я ОСllOI3НЫI\1И прИЧИНd ми Во первых, при lIебольшоlvI напряжении на входе ре ле дрос-сель I1:31\i1ерительнои цепи работает в начальной частн характеристики намаrничивания, имеющей MeHЬ шую крутизиу индуктивность дросселн У\lеньшае'l'СЯ, IJ [о ПрИВОiд..ит К увеличению частоты срабатывания реле Во вторых, чувствительность фОРМНlpователей может ту ной схеме реле (0\1 рнlC 2) На вход фОР\lировате леи Фl и Ф2 подано СИlнусоидаЛi-:>иое напряжение 01 измернтсльных цепей Напряжение и о (ОПО1Jное) совпа- r\ д : дает по фазе с напряжением r ' V ' V , 1 сети, напряжение И! при ча I стоте се rи выше уставки реле 1J1Лj r отстает от опорноrо наПlряже l иия и опережает ero, если ча стота сетн Нllже уставки (бо лсе подробно об этом сказано в 1) СИНУСОllдальные на- пряжения И ! и и о преобразу ются формироватеЛЯ\l1l в пря моуrОЛЫlые и\1пулLсы, которые подаются на фазочувствитель НЫй элемент ФЭ Команду на срабатывание реле вырабаlывает фазочувствительный элемент Она поступаеl на УСИЛlIТель У, если И\lПУЛЬ сы от формирователя Ф1 опережают импульсы от фор- \1ирователя Ф2 ИЛII СОПliадают с НJIIMIII по фазе Усили- тель имеет элемент выдержкн временн После ИС1СЧЕ.НИЯ заданноro вре-менн срабатывает исполпите...IЬНЫЙ opraH НО (промежуточное реле РП-220) РаСО\1ОТрИМ БОJJeе ПО,'JIробно отде,lьные связь между JНИ\1Н, назначение и работу блокир:у ЮIIIЩХ элементов ФормироватеЛII Ф1 и Ф2 практически одинаковы они Пlредставляют собой уеи ТlИ rеЛЬНО Оf1раничи 1 ельны каскады, раСО\lОl1ре!ШJЫе выше (рllС 21, 22) Формиро ватель Ф2 СОСТОIIТ 113 траН311стора Т2 (МП-42Б) ДIIО- Дов ДЗ, Д8, (Д223Б) и Дб (Д9Ж) реЗIIСТОрОВ Rб R8 11 RlO (МЛТ) Здесь 11 далее обо начения отдел ных элемеНТQlВ СООТ1ветствуют принципиальной СХС\1е реле РЧ 1, ПlOlказанной на рис 3, если нет дополнитечьны'\ СС JlОК на друrне риоунки, а обозначения ФОРМllр ватс- леи Ф1 и Ф2 соответствуют рllС 2 Синусоидальное напряжение, которое следует шреобразовать в ШРЯ\lО уrольные нмпульсы, СНИ\lается с резистора RБ Форми рователь Ф1 С"СТОIIТ из траНЗllсroра Т1 (МЛ-42Б) ДIIО ДОIВ Д4, ДБ, Д9 (Д223Б) и Д7 (Д9Ж) резисторdв R7 R9, Rll, R* (МЛТ). СIIНУСОllдальное 'напряжеНllе сни мается с \резнсторов R2 н R3 (МЛТ) Дюполнительный резlИСТОр R*, КОТOIрЫЙ подключают параллельно Rб или R7, предиазначен для обеспечения 28 Рис 22 Импульсы па ) си лительно оrранИчительном каскаде 1 переменное напряжение на входе 2 уровень чувствитель ности 3 импульсы на выходе 1'.;,' 1\ z /'( 3 1 \1 II V ЦlS II\ f I I I I I uu 5 Рис 23 Влияние чувствитель IIОСТИ формирователей на ши рину И ПУЛЬСОВ J синусоидальное напряжение иа входе формирователеfi 2 уровень чувствительностИ формирователя Ф2 3 то же формирователя Фl 4 импульсы формирователя ф/ 5 TO же Ф2 элементы, неко торых (/ ц н ч " s 6 16 ?D 4-0 69 8J I)О и о 3", Рис 24 ЗависиМосТЬ срабаты ванИЯ pe1Je РЧ 1 or напряже пия на входе ре.lе при разных значенияХ сопротивления рези стора R" Кривые l б СООТ веrсТIЗ) ЮТ уменьшающимся зва- ЧСI!ИЯ\1 сопротивления ре;и. стора R* быТl> Нlодинаковои из a РdЗЛИЧИЯ параметров деталей, входящих в схему, ХОПl типы и но....шНалыные данные "хщяЩIIХ в разиые формирователи деталей одинаковы Так, иапример, сопротивлеlIне большннства применен l,bI, резисторов может HI\lerb разброс :t 10%, различ ИI,J'JИ MOryT быть характерИСТИКII транзисторOlВ МП42Б 1--'аЗJlИчиая чувствительiИОС[Ь формироваrелей приводит к различной ширине импульсов на их выходе, особенно при неБОЛЬШОIМ напряжеини на входе реле, что наrЛЯk но пюказано на ,рИJС 23 Различная ширина импульсов в свою очередь вызывает значительнУЮ поrрешность в pa боте фазочувствителыноrо элемента (подробнее С\lОТрИ ниже), т е снижает roчность работы реле Дополни. тельНЫй резистор R*, принryдителыно изменяя ЧУВСl ви телыноСТЬ о,дноrо из фОрМИlрОlвателей, обеспечивает не об\.ОДИ1МУIO точность реле в задаННОI\! д)Иапазоне изме нениЯ ВХО)J.jИОI'О напряжения 29
3авнсимость частоты qрабаТblIВ3НИЯ от напряжения на вшде pe.1C прн разных сопротивлениях резистора Р' паказана На рИL 24 ФОрl\!ирователь Фl IJ\leeT два B'O.'J!HbI\ диода Д4 н Д5" Через диод Д5 нодается напряж"ние от измерчтель- н и цепи, HacrlPoeHHo на уставку А ЧР, а через д,юд Д от ИЗ\1сритеЛЬНQИ цепи, наС1роеннон на У1ставку АПВ НОСле АЧР (если соединены ВЫВОIДЫ 5 Н б реле ) (рис 6). ПОСJ<jОЛЬКУ УСТ3Iвка АПВ IЮсле АЧР выше, че\! устав- ка АЧР, напряжение, Пlодавае\!ос через Д4, всеrда опе- режает напряженне, подаваемое через Д5 На рис 25 показано, что импульс Формирователя Фl при одновременном воздействии на Hero двух ИЗ\1('lрительных цe пей реле оказывается шире OДHO ro полупериода Прочышщнной частоты, а ero начало совпадает с переходом через нуль напряже ния с измерительной цепи ЧАПВ При ЭТО\! предполаrается, что формирователь обладает весьма высокой чувствительностью, r Q ) ровень чувствительности во мно- ro раз меньше амплитуJJ.Ы СИНV- СОИ,J,альноrо напряжения Hd вхо- де формирователя. Такич обраЗОi\1, ПрlИ поданном На вход Iреле ДOCTa Точно большо\! переменно\! II1аПlряжении (более 40 В) ФОР\fировзтели вырабатывают пря\10уroльныIe И\1Л\ ль сы Нача.13 ИМПУЛIJlСОВ пракrически совпадают с пер хо дом напряжения на входе фОРМИРQвателя через нуль ПО мере )11меньшсния напряжения на входе реле YMeHb шае'J'1CЯ и а,,"ШЛИтуда пuре\1еННОf10 Iнапряжения на входе фор\!ирователеii Уровень ЧУВСТВiительности фОipiМНрОRа- теля становится СОИЗi\1ерИiМЫМ с напря:жеНИС\1 на ero входе Это ПРИВОДИТ к ТО\1У, Чl'1О начала импульсов C1v1e. щаю'J'1CЯ относительно перехода через нуль пере\1t:'lIноrо нашряжения Сказанное иллюстрируется рис 23 ClyeCT- вительность формирователей, lиесмотря на ПрИlvlене JИе дошолнительноrо корректир)ющеrо резистора, несколько раЗлична Поэтому омещсния И\1ПУЛЬСОВ формирова1е лей относительно перехода переменноrо напряжения f 1 / / , \ \ lfLl' 1 101'1 jtПG I/ J I Рис 25 Импульсы фор МИрователя Фl при oд НовремеННО\1 ВО'!Дейст вии На Hero напряжений ДВVХ измерительных цe Пей J напряжение ИзМеритель ной цепи ЧАПв 2 то же АЧР 3 ИМп;.льсы На ны :ходе Формирователя зо через нуль IllеодинаJ<jОВЫ. KOllдa нашряжение на Bxoil\e реле СНИ3ИТ1Ся IНdсrоv'IЫКЮ, что аlмплитуда напряжения на входе формирователя СТЗiнет меньше уровня Чу1ВСТ- витеЛl;НЮСТИ формирователя, импульсы пре ратятся Прн ЭТОМ транзистор фОРМИipователя остается остры- тым, Ч110 соответствует ОТiСУТСТВИЮ импульса на выходе В реле РЧ-I IНМПУЛЬСЫ исчезают при нашряжении на Bxoiдe реле около 1,5 В. Импульсы с формирователей поступают на фазочу.- ствителыный Э.lемент, КОТQрЬТЙ состоит из траНЗИС'f10рОВ ТЗ и Т4 (МП42Б), диодов Д1O Д12 (Д223Б), резисто- ров Рll R1б (МЛТ), конденсатора С2 (МБМ) Прин- Щ1lП действия этоrо элемента был раСС\10трен выше (рис 20) Транзисторы ТЗ и Т4 на полной схеме реле соответствуют транзисторам Т 1 и Т2, показанiНЫМ на рис 20, резистор Р 10 резистору Р4, приведенному на рис. 20 и 21, а Ю1 резистору Рl на рис. 20 и Р4 на рис 21 В качестве клЮчей Кl и К2 (рис 20) служат ф(]Р\!IVрователи iН1МПУЛЬО(]В Фl и Ф2 соответстВ6ННО И\1ПiуЛЫС на Iвыходе формнрователя ооответствует раЗОI\!NНУТО\!У, оТ'Сутствие нмпульса заl\!КНУТО\!У клю- чу. Такнм обраЗIQIМ, фазоч)шствитеЛl;НЫЙ Э.lемент фикси- рует порядок поступления импулысов от фор\!ировате- лей Если сначала поступает w\!пульс от формировате- ля Ф2, то транзистор Т4 IKpaTKoBlpeMelHHo открывается 1 раз в период Иначе [оворя, на выхо,де фазочувстви- Тельнюrо элемента появляются положительные ЮМ.ПУЛЬ- сы Если же Иlмпульсы от фОР\lирователей Фl и Ф2 110- ступают ОlЩНOIвременно или сначала поступает ИМПУЛЬС от Фl, траизистор Т4 остается закрытым, т. е ИIМПо/ЛЬ- сов на ВЫХОlде фазочувствителыноrо элемента нет. При достаТО'lIIО высокой чувствителыности фОРМИlрО- вателей Иlмпульсов, КОI'да уровень ЧУ1вствитеЛЬНQlСТИ во MiНoro раз \1еньше амплитуlдЫ иапряжения на 'Входе, можно считать, что начало ИiМпулыса совпадает с пере ХОДОIМ перемеиноrо l!Iаl1рЯЖ<JННЯ иа входе фОlрмнровате- ля через нуль Сравнивая моменты начала И\!ПУЛЬСОfВ от д1вух формнрюва1 елей, сопоставляем момвнты пере- хода через нуль наП1ряжений на входе фОРМI1рователей, т е сравниваом по фазе П€lременные напряжения, по. данные иа вход фОРМИlрователей Еслн нмпульс от фор- МИРОiВателя Ф2 Iначинается раньше, чем от ФJ, это оз- начает (см рис 2), что напряжение на входе Ф2 (и о ) опережает напряжение на входе Ф 1 (Uj), 31
!3ыше было показано, что прll частоте сети выШе уста- вки реле напряжение 00 опережает 01. При частоте сети, раВIНОЙ уставке, ЭТИ наПiряжения совпадают ПО фазе и при ча,сrQrе сети ниже устаlВКИ напряжение 00 отстает от напряжения 01 ( 1 и рие. 4). СЛедовательно, если на выходе фазочувствительноro элемента есть ПОЛОЖИтеЛЬ ные нмп льсы (открывается транзисто,р Т4 1 раз в пе риод), ТО часroта ,сети выше УСТ31ВКИ реле. Если часто та сети равна уставке или ниже ее, ТО ИiМПУЛЬ'СОБ !НеТ, Та\кИ'м обр, аЗiО'М команда 'И3 qрабаТЫВ31ние подается нменно ФазочувствительiНЫМ элементом IИ заключается :в пrpе.кращении положительных И:\1iПУЛЬСОВ. Команда на возврат реле заключается в появлении положительных ИМПiУЛЬСQlВ (на выходе фазочуlвствителыIrоo элемента). Ширина положительноrо импульса, т. е. длительность orкрыюrо состоя,ния транзистора Т4, может быть раз ЛИЧrНОЙ Если часrorа сети значительно ВЫШе уставки реле, ТО наПiряжение 00 HaMiНor'tO опережает Oj. ИМПУЛ!:JС от формнрователя Ф1 ПРИХОДЯТ, коrда конденсатор С2 уже заlРЯДIIЛСЯ и траюи,стор Т4 уже заКРЫ.IСЯ В этом случае ширина положительноrо импульса ОП1ределяеrся временем З31ряда С2 н соста,Rляет ОКОЛО 1 \1С. Еслн ча С1'ота сеrи близка IK YiCraBIKe, то Иi\1ПУЛЬС от фОРI\1иро:ва. теля Ф1 приходит до окончания заряда С2. Транзистор Т4 закрываетея в ,MO\! HT начала нмпульса от формнро- :вателя Фl, СJIедовательно, о,и открыт менее 1 vIC. По м-ере уrменыuения Частоты сети и'мпулыc на выходе фазо- ЧУВС'f1вительноrо элемента становиТ1СЯ короче. Разная ЧУ1ВСТJВителыность фОР\1tнрователей приводит 1( IразiНОМ'У с:мещеиию начал ИIМПУЛЬ'СОВ относителъно перехода переменноI'О IнаПJряжения на входе фо,РМИРIQ вателя через \нуль, что особенно заметно при низком наrnряжении. В таком случае одновременный прнход и,,,rnульсов от формирователей Ф111 Ф2 уже не rоворит о оовпадении напряжений (и о н UI) на входе формиро- вателей по фазе. Если чувствительнее фОРМИРОlватель Ф1, то одновременный rnриход импульсов будет, кшда (;0 еще опережает Of, т. е. KorAa частота сети выше yc таВКII реле (рнс. 26). Это П1рнведет к срабатыва,нию ,ре- ле при частоте в сети выше уставки. Если ЧУ'Вiствитель- нее фОр'мнрователь Ф2, то реле будет срабатывать пр'" частоте 'в сети 'Ниже уста,в,ки (если преlIебречь ВЛИЯiНнем уменьш ния wрутиз.иы характеристики на:маrничиваiНИЯ )!iрооселя) . 32 Чтооы исключить !lеhраВИJIl<НуКl работу реле ftlрИ низком переменном наlпр,яженни, выполнена специаль ная БЛОКИРОВlка. Бсли нацряжонне на BXOLдe реле менее IO 15 В (или сов,сем 011сутствует), то транзнстор Т4 011КРЫТ через ДНO\l\ Д 10 и резисшр R14 независимо от взаимноrо расположения импульсов формирователей. Открытое состояиие транзистора Т4 (длительпый поло- жительный импульс) является запретом на сра,баIыва. 'ау е, ", I 1\ I i I I I I 1f:iJ2 I I I I I I I l П 2 U о) U Рис. 26. Взаимное расположение напряжений на ВХОДах формирова. телей Фl и Ф2 в моменТ одновременноrо начала импульсов на их выХОДах при разной чувствительности формирователей. а чувствительность формирователя Фl Лучше, чем Ф2: б чувствительность Ф2 ЛУЧШе. чем Фl. Фl и Ф2 уровни чувствительности формирователей, 1 имr:rульсы формирователя Фl. 2 то же. ф2 ние реле. Коrда Iвеличина пере\1енноrо напряже,ния на входе реле достаточна для точной ,работы ФаЗОЧУВ'СТВII- тельноrо элемента, на отрицательный вывод ДИОlда Дl0 падае'f1СЯ ПО",10жительнюе 'Смещение с конденсатора Сl. дН'од Д10 закрывается, отделяя базу транзиеТOlра Т4 от шинки 12 В. С этоrо моменТа транзистор Т4 управ- ляе'f1СЯ толыоo фОipмирователями И\1ПУЛЬСОВ. Блаrо'даря э'JiОЙ БЛОК1ИРОIв'ке ИСЮIючасrся также неправилыное Сlрабатывание 'Реле РЧ-l при подаче И снятни перемен- HOl"lO напряжения. Таким 06раЗО\1, СО8'Местная работа И31\1ерителыных цепей, форми'рователей И1МПУЛЬСОВ и фаЗОЧУВСТlвителыю [о эле\1ента обеспечивает выработку: запрещающеrо СИJlнала в виде длительпоrо положи- теЛЫНЮf10 ИiМП1ульса на выхл:ще фазочув.ствительноrо ЭЛе мента при недостаточном пеipе\1енном напряженин на входе ре.ле. независим от ero частоты или при OTCYT с'JiВИ,И Э'f10rо lНаПlряжения; 3 9б 33
.3Ш1iрещающеro Il:И{lНaJJа в виде краТК1ОВРСМОНIIЫХ ПIО R ложительных импульсов на выходе фаЗ0чув.ствитеJll)lНО 1 о элемента пр/и нормальной величине перGмеН1l0I'О Ha пряжения на шходе реле 'с частотой выше уС'таIВКИ; разрешающеrо Сllrнала (отсутствие положительных IIМПУ льсов иа выходе фазочувствитеJIьноrо элемента) при нормальной величине переменноrо напряжения на входе реле с частотой, равной уставке или ниже ее. Сllrналы с фазочувствитеЛЫlOrо элемента поступают на вход первоrо каскада усилителя У (рис. 2). Этот каскад состоит из траНЗИС10РОВ Т5 (M11113A) н 1"б (МП42Б), диодов Дj;j Д1б (Д223Б), резисторов Rlб R23 (MJlТ) , коиденсатора С3. Резистор R.1б можно счи- тать принадлежаЩIIМ как первому каскаду усилителя, так 11 фазочувствителыlOМУ элементу, а резистор R.21 второму каскаду УСИЛlIтеля. Работа TaKoro УСlIлитель- llOI'O каскада была рассмотрена выще (рис. 19). В даи- ном случае траН311СТОРЫ ТЬ и Тб. соответствуют тран- зисторам Т1 11 Т2 (рис. 19), а в качестве управляюще- ro ключа служит выходной транзистор Т4 фазочувст- вительноrо элемеНта, Если он открыт, что соответствует замкнутому ключу К на рис. 19, то открыт и выходной транзистор первоrо каскада уснлителя Тб. Закрытие транзистора Тб происходит через некоторое время пос- ле закрЫТIIЯ траНЗlIстора Т4 за счет заряда конденсато- ра С3 (соответствует С2 иа рис. 19). 1->азряд конденса- тора С3 ПРОIIСХОДIIТ практически MrHoBeHHo в момент ОТКРЫТIIЯ транзистора [4. Время, на которое задержи- вается закрытие транзистора Тб для реле РЧ-l состав- ляет около 1 мс. Даже при очень кратковременном от- КРЫТIIII траНЗlIстора Т4 траизистор '1"б откроется не ме- нее чем на 1 мс, т. е. произоидет расщирение импульса от фаЗОЧУВСТВlIтельно элемента, в связн с чем этот кас- кад называют IIноrда раСШllрителем IIМПУЛЬСОВ. Расщи- рение импульсов необходимо для надежнorо разряда конденсаторов BToporo каскада усилителя, обеспечиваю- ЩIIХ выдержку времеии реле. Итак, Прll частоте В сети выше уставки реле тран- зистор Тб открывается 1 раз в период на время около 1 мс. Открытие транзистора Тб происходит при откры- тии транзистора Т4, т. е. в момеит начала импульса формирователя Ф2. При отсутствии переменноrо напря- жения на входе реле транзистор Тб длительно открыт. При частоте в сети, равной уставке или ниже, транзи. 34 стор Тб не открывается. ТраНЗIIСТОР Т6 ЯВ.1яется управ- '1яющим Д 1Я BToporo }{аскада усилителя, который отли. чается от первоrо только тем, что замедляющие КОIlДен саторы подключены на вход УСIIЛlIтеля (соответствуют КОllденсатору С1 на рис. 19) и емкость IIХ значителыIo больше. В состав каскада входят транзисторы Т7 (МП113А) 11 Т8 (МП42Б), диоды Д17 Д20, резисторы R21 R30, конденсаторы С4, БС 8С. Тран,исторы Т7 н Т8 соответствуют траНЗlIсторам т1 и Т2 (рис. 19). В ка- честве ключа служит траНЗIIСТОР Тб. При открытом Т6 конденсаторы С4, БС 8С шунтированы, траНЗIIСТОРЫ Т7 и Т8 открыты. В момент закрытия транзистора Тб lIачнНается заряд конденсаторов С4, БС 8С, транзи- сторы Т7 и Т8 еще остаются открытыми ЕСЛII частота сеТII выше уставки реле, то КОll"енсаторы не успеют за- рядиться до напряжеНIIЯ, Прll котором закроется тран- ЗIIСТОР Т7 (а затем Т8), поскольку транзистор Тб Вновь откроется и зашунтирует конденсаторы С4, БС 8С. Коrда частота в сеТII станет равной уставкс, транзистор Тб перестанет открываться и конденсаторы С4, БС 8С зарядятся до напряжения закрытия транзистора Т7. Одновременно закроется и траНЗIIСТОР Т8, т. е. УСИЛII- тель сработает. Время срабатывання усилителя определяется емко. стью конденсаторов, подключенных на вход BToporo Kac када. Если подключены конденсаторы БС 8С, то оно составляет около 0,5 с, если подключен только KOHдeH сатор 6С, то 0,15 с. При ПОДК.пючеJIНИ конденсаторов БС 11 7С это вреыя составляет около 0,3 с. При ОТкрыТiШ транзистора Т6 EO!jДeHCaTOpы BЫ держки времени полностью разряжаются Если n про цессе набора выдержки времени на выходе ФазочуIЗСТ ВИтельноrо элемента появится хотя бы один положи тельный импульс (кратковременно откроется TpaH3H стор Т4), КОllденсаторы разрядятся и отсчет выдержки врсмени начнется сначала. Таким образом, при отсутствии на нхол,(' реле пере MeHHoro IIаllрЯЖСНIIЯ (траНЗIIСТОР Т6 длительно открыт) и прll частоте в сеТII выше уставки (транзистор Тб от- крывается 1 раз в период) выходной транзистор Т8 длительно открыт. ПОСJiе понижения частоты в сети на время, большее времени срабатывания, траНЗIIСТОР Т8 закрывается. Транзистор Т8 ЯВJlяется управляющим для выходно- З. 35
ro каскада (принцип действия рассмотрен выше, см. рис 18). Открытый транзистор 1'8 соответствует замкну тому ключу К, закрытый разомкнутому. Следователь- но, при срабатывании усилителя ОТКрЫIШ ТСЯ ТРЭl-IЗИ. стор 1'9 и срабатывает выходное реле. Если ОТКЛЮЧИТЬ все замедляющие J\OJ1..leHCaTOpbI 6C 8C, то в течение одноrо периода промыlленlJойй Ч3- с,,'оты оставшийся конденсатор С4 будет успевать заря ж&ться до напряжения закрытия транзистора 7"7. Torдa транзистор 1'8 будет закрываться 1 раз в период, а транзистор 1'9 будет открываться 1 раз в период, по обмотке реле будет проходить пульсирующий ток. Для срабатывания реле этоrо тока недостаточно, одноrо ero иноrда хватает для удержания реле, если оно по каким- либо причинам сработает. В связи с этим эксплуатация реле с отключенными замедляющим? 1{онденсаторами недопустнма. Теперь проследим работу всей схемы от фОрМирова телей до выходноrо реле. При частоте nepeMeH!loro На- пряжения на входе реле выше устаRКИ импульс форми рователя Ф2 начиНаетсЯ раньше импульса формнрова- теля Ф 1, в связи с чем транзистор 1'4 открывается то- ком заряда конденсатора С2 I раз в период. При этом 1 раз в период открывается транзистор 1'6, который ШУНТНР'ует кондснсаторы С4, 6C 8C и не дает им за рядиться до напряжения закрытия транзистора 1'7. Следовательно, остается открытым транзистор 1'8, чем обеспечивается надежное закрытие транзистора 1'9. Вы- ходное реле при этом не обтеканся током и не сраба- тывает, Как тОЛЬКО частота напряжения на входе реле ПОllИЗИТСЯ до уставки, импульс формирователя Ф1 бу- дет начниаться одновременно с ИМПу."ьсом формирова теля Ф2. Транзистор Т3 будет открываться в момент на- чала заряда КОRденсатора С2, ток заряда будет ппохо- дить не по переходу эмиттер база транзнстора 1'4, а по транзистору 1'3. Траизистор Т4 останется ,акрьпым, не будет открыпаться и транзистор 1'6. После заряда замедляющих конденсаторов закроются транзисторы 1'7 и 1'8 н откроется 1'9. Выходное реле сработает. Рассмотрим характер импульсов в тех или ИНЫХ ТОЧ. ках cxeMbI реле, которые можно увидеть на экране Эv'IСК TpOHHoro осциллоскопа (рис. 27). Заземлениый зажим осциллоскопа НУЖ1IО подсоеДИJIИТЬ к шинке О, друrоЙ зажим к коллектору соотве1 ствующеrо транзистора, 35 Рис. 27. Импульсы в характерных точках схемы реле РЧ l (относи'tель 1-10 ШИНКИ О). 1 коллектор траНЗИстора Тl; 2 то же. Т2; 3 TO же, Т4: 4 TO же, 15; 5 TO же. 76. ПJLrLF Начнем с форынрователей ппп П, импульсов (транзисторы Т1 и I U U U \ Т2). ОткрЫтое СОстояние тры,- : z зистора Т1 соответствует Bepx 1JLl нему краю нзображения; им ПУЛЬС (закрытое СОстошп!е rранзистора) располаrается I НИЖе. Импульс Ra коллекторе irtllllr" rранзистора 1'1 должен БЫТI, U U U lJ с прямоуrольным, ширина ero I примерно равна ШИрИllепаузы, JLJlJll ' S амплитуда ОКоло 5 В. Напря- жение на коллекторе транзи стора 1'1, измеренное вольт- ' метром ПОСТОЯIIноrо напряжения, должно быть 2 2,5 В (в 2 раза "еньше амплитуды за счет пауз, примерно равных по длительности импульсу). Левая часть импульса на кол.пекторс транзистора 1'2 (начало импульса) RеJ1рямоуrольная. Увеличение на- ';.Ряжения на коллекторе определяется процессом заря- да конденсатора С2. Продолжительность заряда кон- денсатора С2 состапляет около 1/3 длительности им- пульса, т. е. 2,5 3,5 мс. Амплитуда импульса должна быть около 12 В (при измерении вольтметром 4,5 5,5 В). Характер импульсов на коллекторах транзисторов т 1 и Т2 практически не зависит от частоты переМСНlIOrо напряжения Ra входе реле РЧ-I. Переходим к рассмотрению импульсов на транзи- сторе Т4. Как было отмечено раньше, этот транзистор кратковременно открывается I раз в нериод, если ча- стота nepeMeHHoro напряжения ия. входе реле рч 1 BЫ ше уставки. Открытое состояние транзистора Т4 и счи тастся обьrчно импульсом, хотя напряжение ца транзи старе в этот момент близко к нулIO. Амплитуда импульса должна быть близка 12 В, ero ширина lIеЗlIачитеJ1ьна около 1 МС. При приближении частоты переменноrо H:1 пряжения к YCTaBк( ре,1С ширина импульса уменьшает СЯ, при .исчезновении импульсов реле срабатывает. 37
Измеренное вольтметром напряжение на коллектор транзистора Т4 HCMHoro меньше амп.онтуды импульса. Вольтметр, измеряющий только переменную составляlO щую, покажет незначительпое папрпжени(', исчезающеЕ'. при срабатывании реле. ИМПУJiЬСЫ на коллекторе транзистора Т5 будем рас- сыатривать не относительно эмиттера этоrо транзисто ра, а ОТIIосительно ШИlII И О, чтобы не изменять подклю ченис осциллоскопа. При открытом транзисторе Т5 Ha пряжение на ero коллекторе близко к напряж('нию эмит тера и составляет около "6 В" При заl(РЫТОМ транзн- сторе Т5 напряженне на ero коллекторе равно падению напряжения на открытом диоде Дlб и составляет OKO ло 0,5 В. Провалы на экране соответствуют открытому транзистору, верхняя rраница изображсния L....... закрыто му. Ширина (длительность) провалов зависит от час- тоты переменноrо напряжения и составляет 1 2 мс. Амплитуда НМПУЛhСОВ должна быть около 6,5 В. При частоте переменноrо напряжения па входе реле, paB ной уставке, IIМПУЛЬСЫ пропадают траНЗIIСТОр Т5 остается длитсльно закрытым. Если частота переменно [о напряжсния выше уставки, то напряжение на коллек торе транзистора Т5, измеренное вольтметром относи тельно шинки О, обычпо бывает 0,1 О,З В. Отри" цатеЛЫIЫЙ знак появляетсп из за Toro, что в провалах напряжение на коллекторе 6 В, небольшая велнчина напряжсния объясняется тем, что провалы относительно узки. ИIIоrда напряжение "а коллекторе транзистора Т5 бывает даже положнтеЛЫIЫМ до 0,1 В. Напряженно между эмиттером и коллектором транзистора Т5, изме ряемое вольтметром, составляет до срабатывания ()KO .10 6 В, после срабатывания 6,5 В. незначителыIo из- менеиие показаНий вольтметра при срабатывании реле объясняется малой шириной пропала, исчезающеrо, Kor да частота псрсменноrо IIапряжения равна уставке оа peJiC rЧ-l. Импульсы на коллекторе транзистора Т6 IIапоми" нают импульсы на коллекторе транзистора Т2. После закрытия транзистора напряжение па ero коллекторе нарастает по мере перезаряда конденсатора С8. Ампли- туда импульсов составляет около 12 В, при срабатыва- IIИИ реле импульсы исчезают, так как транзистор Т6 остаеТся длнтельно закрытым. Измеренное вольтметром напряжение на коллекторе транзистора Т6 составляет 38 7,5 lU В прн частоте напряжения На входе реле выше уставки и на 1,0 1,5 В выше при частоте, равной устав- ке илн ниже ее. Транзисторы T7 T9 не переключаются каждый пе" риод, поэтому импульсов напряжения на их коллекторах наблюдать нельзя. Рассмотрим особенности устройства реле повышения частоты РЧ-2. Принцип действня и структурная схема реле РЧ-l и РЧ-2 одинако- 1?8 вы. Срабатывание н Toro и , друrоrо реле происходllТ при RI ' RJ5 RIO R16 условии равенства частоты сети и резонансной чаСтОты используемой измеритель ной цепи. Чтобы реле РЧ-2 при частоте сети выше 'К I К 2 уставки находилось в срабо- танном состоянии, несколь- ко изменен фазочувстви- тельный элемент. Формиро- ватели (транзисторы Т 1 и Т2), все каскады усилителей (транзисторы T5 T9) и блок ПlIтаНIIЯ реле РЧ-l и РЧ-2 абсолютно аналоrичны. Совместная работа изме- рнтельных цепей, формирователей импульсов и фазо- ЧУВСТВlIтельиоrо элемента обеспечивают (сравните с ра" ботой РЧ-l) выработку: запрещающеrо снrIIала в виде длительноrо положи- тельноrо импульса на выходе фазочувствительноrо эле- мента при недостаточном перемеНllОМ напряжении на входе реле независимо от ero частоты или при OTCYTCT вии этоrо напряжения; запрещающеrо снrнала в виде кратковременных по- ложительных импульсов на выходе ФазочувствитеЛЫIOrо элемента прн нормальном переменном напряжении на входе реле С частотой ниже уставки; разрешающеrо снrнала (отсутствие положительных импульсов на выходе фазочувствительноrо элемента) при нормальном переменном напряжении на входе реле С частотой, равной уставке, или выше ее. В реле РЧ-2 запрещающне импульсы кратковре- мениое открытне транзнстора Т4 обеспечиваются, если напряжение 00 отстает от иапряжеиия 01 (рис" 1), 39 С2 Т3 Р12 Дl1 8ь ' хоО тч R13 Д12 Н15 о +68 Рис. 28. Фазочувствительный элемент реле РЧ 2.
что соotветствУет частоте сети ниЖе частоlыI YCTaBКlI. Сравнение фаз напряжений 00 и 01 осуществляют, сравнивая мометы конца импульсов формирователей. Реле не работает, еслн импульс от формирователя Ф2 кончается позже, чем импульс от формирователя Ф1. На рис. 28 ПОказан фазочувствительныи элемент реле РЧ-2. Обозначения на схеме такИе же, как на полной принципиальной схеме реле РЧ-2 в [&]; дополнительным по отношению к реле РЧ -1 является только резистор RЗ5. Как и раньше, примем, что импульс формирователя соответствует разомкнутому, отсутствие импульса зам- . кнутому ключу, ключн 1(1 Н 1(2 соответствуют формнро- вателям Ф1 н Ф2. При разомкнутых ключах 1(1 и 1(2 транзистор ТЗ открыт (так как сопротивление резнсто- ра RЗ5 меньше, чем R13 и база транзистора ТЗ отри- цательна) и шунтирует переход эмиттер база тран- зистора Т4; поэтому транзистор Т4 тоже закрыт. При замыкании ключа 1("1 потенциал базы транзистора ТЗ скачком увеличится (станет положительнее) на величи- ну напряжения, до KOToporO был заряжен конденсатор С2, транзистор ТЗ закроется на время разряда конден- сатора С2. Если к этому моменту ключ 1(2 еще разомк- нут, то транзистор Т4 кратковременно откроется. При замкнутом ключе 1(2 транзистор Т4 закрыт не- зависимо от состояния транзистора ТЗ, т. е. не завн- сит от состояния ключа 1(1. При размыканнн ключей транзистор ТЗ остается открытым, поэтому транзистор Т4 не имеет возможности открыться. Следовательно, ра- бота фазочувствительноrо элемента определяется поряд- ком замыкания ключей 1(1 н 1(2, т. е. порядком прек- ращения импульсов от формирователей Ф1 и Ф2. Если сначала исчезает импульс Ф1 (напряжение 01 опере- жает напряжение (0)' то транзистор Т4 кратковремен- но открывается ] раз в период, т. е. вырабатывается за- прещающий сиrнал. Если импульсы исчезают одновре- менно или раньше исчезает импульс формирователя Ф2, то транзистор Т4 не открывается, что соответствует ко- манде на срабатывание реле. Во всем остальном работа реле РЧ.2 не отличается от работы реле РЧ-I. На этом заканчивается рассмотрение принципа дей- сТвия н устройства реле частоты РЧ. Некоторые допол- ниТеЛЫlые сведения IИтатель может найти в заводской технической ДОКУМСIIТации и в [8J, 40 4. ПРОВЕРКА И НАЛАДКА РЕЛЕ ПОРЯДОК Техническоrо обслуживания всех устройств релейной защиты и элсктроавтоматики опрсдеJIСН coor ветствующими руководящими материалами [4, 7]. Ниже приведены ориентировочные объем и порядок проверки реле при НОВОМ включении и некоторые рекомендации по проверке оrдельных элементов, а также поиску неис- правностей. Во время наладки при НОВОМ ВКЛЮЧСНИИ реле peKO мендуется выполнить следующее: внешний осмотр u Me ханическуlO ревизию; проверку изоляции, 8ыходносо nро- Atежуточносо реле, блока питания, работоспособности полупроводниковой части cxeAtbl; настройку реле на ча- стоты срабатывания и возврата для пуска АПВ; провер- ку зависимости частоты срабатывания от напряжения u поведения реле при подаче и снятии nepeAteHHOcO наnря- ЖСНИЯ u напряжения пОСТОЯННОf10 oпepaTU81i0f10 тока; проверку работы реле в полной cxeAte; ИЗАtерение вpeAte- ни срабатывания; повторный OCAtOTp. Такой объем проверок реле при новом включении необходим в связи со следующими причинами: во-пер- вых, некоторые неисправности MorYT появиться при транспортировке и хранении рсле (например, ослабле- ние резьбовых соединений, ухудшение изоляции, иноrда нарушение паек), во-вторых, при новом включении сле- дует накопНТЬ некоторую информацию о конкретном реле, что позволит во время эксплуатации более пра вильно судить о техническом состоянии реле и ero OT дельиых элементов. Данных из заводскоrо техническоrо паспорта для этих целей недостаточно. При внешнем осмотре и ревизии (механической) ре. ле РЧ-I и вспомоrательноrо устройства ВУ-3 следует, как и для друrой аппаратуры, оценить механическую исправность отдельных элементов и их закреП"ление, про верить затяжку всех резьбовых соединении и надеж ность паек. Особенно внимательно нужно осмотреть съемную плату с полупроводниковыми приборами. Ее тщательно осматрИIзают с дrзух сторон, обращают внима Аие на исправность контактных дорожек) отсутствие отслоений от них, трещин, каких либо посторонних пере мычек (олово, канифоль, I3Ю-IТЫ, шайбы н т. п.) между соседними дорожками или дорожкой и корпусом радио- элемента (резистора, транзистора, диода и др.), а также между корпусами радиоэлементов. 41
Проверяют, чтобы паяные поверхности не имели во- ронок, "заrрязнений, ВИДИМЫХ инородных I3краплений. Припои должен заливать место соединения со всех CTO ран, заполняя щели и з3зорыI между ПрО80дами н KOH тактами. Наличие воронки в месте пхода НОЖКИ радио элемеНТа ИЛИ ПрОАОД8 в припоЙ может указывать па пе достаточную надежность пайки. Убеждаются, что на раДИQ9л€'меНТ8Х нет следов под [аров, между ними есть зазоры, ОНИ надежно заl<реплс Hы (посадка на клей, крепление rайками или пинтами и т. д.). с.lедует также проверить закрепление фольrи рамки rабаритных размеров съемной платы и при необ- ХОДИМОСТН удалить ее ОТСЛоИВillиеся части. Если обнаружены какие-либо дефекты или неисправ- ности в съемной плате, ТО устранять их слсдует в лабо ра::ории, так как при выполнении пайки в условиях pe леиноrо щита нельзя rарантировать ее надежность. При ис раВЛЕ'IIИИ паек или замене радиоэлементов следует соолюдать меры предосторожности. Нельзя переrревать ыесто паЙки на печатнои плате, так как это может при вести к порче радиоэлемента, отслоению контактных дo рожек, образованию замыкании между ними из за боль ших наплыпов припоя. Пайку следует производить па яльнико'I !\fОЩIlСС1 ью не более 60 Вт; при паике диодов и транзистороIЗ обязательно используют теплоотводы. Лучше Bcero использовать припой ПОС-61, а в качестве флюса 30% ный раствор канифоли в спирте. Количество флюса должно быть минимальным, обильное смачива ние места пайки фJIЮСОМ недопустимо. В случаях замены радиоэлементов ф рмовку их вы- водов нужно ВЫПOJ1НЯТЬ по рекомендаI ИЯМ заводов изrо товителей. Они прилаrаются в упаковке. Как правило, изrибать выводы следует не ближе чем на 1 О мм ОТ KOp пуса прибора. Проверяют исправность If хорошее закрепление разъ- ема, СВЯЗblвающеrо съемную плату с корпусом. Исправность переменных рсзистороп оценивают по JIеrкости хода и отсутствию заrираний. При затяжке винтов па маrнитопроводах траНСфО(Jматоров и Дpocce леи, а также при закреплении маП:ИlIIЫХ шунтов дpoc селей 1Др и 2Др (здесь и далее оБСJпачения отдельных элементов соответствуют l1РИНIIИJlIt.IЛЫ-IOИ схеме реле РЧ l, показаннои на рис. 3, если нет дополнительных ссылок на друrие рисунки) не следует прилаrать боль- 42 IIIИХ усилии. Эти винты неОольШоrо диаметра И Иl!Оl'да резьба срывается. Необходимо обратить внимаllие на установку диода Д21 (смонтирован на выходном реле РП). Этот диод не должен касаться метаЛ.1ических частей реле РЧ l (или находиться от них очень близко) при установленной Н3 место откидной плате. Проверку изоляции выполняют путем измерения ее сопротивления и испытания ее электрической ПрОllНОСТИ. ПреД ,арительно измеряют сопротивление изоляции при снятон Плате с ПОЛУПрОIЗодниковыми прибораыи. Чтобы напряжение от McraoMMCTpa попало на все элсментыI pe лс, "сред провеРI,ОЙ следует соеДlllllIТЬ выводы 1 и 3 ре- ле (<<ПЛюс» И «минус» постояшюrо оперативноrо напря жения) и подключить к ним выводы 2 и 4 реле (KolIТaK- ты выходноrо pevTIe), убедиться, что установлена пере МЫЧка между выводами 9 и 10 pe.le (или винт на перс- ключательнои колодке П l( установден в одно нз rнезд), т. е. вывод 3 реле связан с внутренними цепями соеди й нить выводы 5 и б реле и подключить их к одному из пе реключателей уставак по частоте, чтобы связать их с обмотками дросселей, закоротить коиденсаторы измери тельных цепей 2C 5C и выдержки времени БС 8С, промежуточное реле заклинить в подтянутом положении, Для временных перемычек лучше Bcero пользоваться проводами с зажимами «крокодил». Измеряют сопротивление ИЗОЛЯIlИИ относительно зем ли или корпуса реле цепей: переменноrо напряжения (вывод 7 земля), постоянноrо оперативноrо тока (вы- ВОД 1 земля), вторичных напряжений (переКЛlOчатель уставок по частоте зсмля). Сопротивление изоляции измеряют между: цепями переменr-юrо напряжения и цепями постоянноrо оперативноrо тока (пывод 7 BЫ вод 1 реле), перпичной и вторичной обмоткат''!И входноrо трансформатора т (вывод 7 переключатель уставок по частоте). Для проверки используют MeraoMMeTp на 10\)0 И,'IИ 2500 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее 10 МОм, как правило, оно составляет более 50 Мам. Затем плату с полупроводниковыми приборами уста- навливают на место. Теперь цепи постоянноrо оператив Horo тока связаны с цепями пторичноrо напряжения чей рез схему реле, поэтому нельзя проверять изоляцию между выводами 1 и 3 реле и какими .пибо элементами 43
txeMbI (например, выводами 5 и 6; конденсаторами йЗ- мерительных цепей или выдержки времени и т. д.). Как правило, установка съемной платы не ухудшает СОСТОЯ ие изоляции, н,: поскольку реле будет эксплуатировать- ся с вставленнои съемной платой, проверяIOТ СОПрОТИВ .1Jение ИЗО ЯЦИИ цепей перемеНlfоrо напряжения (ВЫПОД 7) и цепси постоянноrо оперативноrо тока (вывод 1) на землю и между собой (MeraoMMcTpOM 1000 или 2500 В). В протокол заносят результаты последних испытаний В соответствии с [5] проверяют электрическую проч- ность изоляции переменным напряжением (1000 В в те- чение 1 МИН) и повторно измеряют сопротипление изоля ции (только при установленной съемной плате). Снима- ют временную перемычку между цепями оперативноrс тока и контактами промежуточноrо реле и измеряют си- противление изоляции между ними (MeraoMMeTpoM 1000 или 2500 В), затем снимают оСТальные временные перемычки. Перед проверкои изоляции вспомоrательноrо устрой- ства нужно соединиТЬ ero ВЫВОДЫ 1 и 3, закоротить КОН- денсатор Сl (рис. 5), соединить ero с выводом 1 устрой- ства ВУ-З. Измеряют сопротивлсние изоляции относи- тель о земли или корпуса устройства ВУ-З: первичных цепеи перемснноrо напряжения (вывод 2 земля) вто- ричных цепей (вывод 1 земля). ' Измеряют сопротивление изоляции между первичны- ми и вторичны'l1И цепями (вывод 1 вывод 2 устройства ВУ-З). Затем проверяют электр"ческую прочносrь изо- ЛЯЦИИ и повторно измеряют сопротивление. Проверка выходноrо промежуточноrо реле РП состо- ИТ из измерений напряжения срабатывания и возврата реле РП. Эти измерения производят известными метода- ми. Чтобы не повредить элементы ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ схемы, и 13 том числе ДИОД, подключенный непосрсдст венио на колодке промежуточноrо реле, нужно снять выходное реле с разъема. Напряжение срабатывания должно быть 12 5 14 В напряжение возврата 6 7 В (допускается до '1,5 В). ' При необход мости производят реrулировку реле в соответствии с [и] И рекомендациями, приведенными в техническом описании и инструкции по эксплуатации реле РЧ-l [7]. Проверка блока питання заключается визмеренин напряжения на шинках +6 В, 12 В, 22 В. При этом выходиое реле РП и плата с нолупроводниковыми при- 44 (юраМИ должны быть установлены на сВОи места; пере. носный винТ на переключающей колодке П К поставлен в rнездо 1 при номинальном напряжении 220 В и в rнездо 2 при 110 В; на зажимы 1 и 3 реле подано по стоянное напряжение 0,8+1,1 Ином. Н пряжение измеряют относительно шинки О, к KO торои можно подключить на rнезде 8Ь разъема Р, а также непосредственно на плате с по.1УПРОВОДНИКОВЫМИ приборами, rде эта шинка имеет маркировку (как и шинки +6 В, 12 В, 22 В). Чтобы при измерении не переrружать блок питания, нужно использовать вольтметр с внутренним сопротив лением на используемом пределе не менее 20 кОм. При оценке результатов измерений следует руководствовать- СН данными, прнведенными ниже. Обозначение тtчки на съе\l ной плате распоюжение ТОЧКИ Напряжение в TO'lKe схемы относmелыю H ,'1eBcm шинки, В +6В Зажим 1 РС.1е; ТОЧКИ +БВ на плате с ПО лупроводниковыми приборами; rнезда 2а и 2Ь разъема rнездо 4Ь разъема, 10чка 22B на пла lе с по.1)'ПрОВОДНИКОВЫМИ приборами Точка 12B на ПТIаlе с по.'lупроводнико выми приборами 4.8 6,4 22B 12B !9,8 24,2 12 12,5 При значительных отклонениях измеренных напряже ний от нормы В первую очередь нужно убедиться в ис- правности стабилитронов Стl и Ст2. При исправных стабилитронах отклонения напряжений от нормы MorYT быть вызваны неисправиостью как в блоке питания, так и в друrои части полупроводниковой схемы peJle. Ре- комендациИ по проверке схемы реле даны ниже. Если предполаrается использовать реле РЧ-l на пе- ременном оперативном токе совместно со вспомоrатель ным устройством ВУ-З, то блок питания нужно прове- рять вместе с устройством ВУ-З. Выводы 1 и 3 реле под- ключают к выводам 1 и 3 устройства ВУ-З. На пход устройства ВУ-З подают переменное напряжение 0,4И ном ; ином; 1,3И JIом и измеряют напряжение на шин ках +6 В, 22 В и 12 В реле РЧ-l, как описано пыше. Устройство ВУ-З и блок питания исправны, если эти напряжеиия соответствуюТ норме при каждом нз указанных выше значений переменноrо напрямения на входе устройства ВУ-З. Если измеренные напряжения 45
() l'Jlичаются от пормы, ТО для выяснения Toro, что неис правно (блок питания реле РЧ-l или устройство ВУ З), нужнс: проверить блок нитания реле РЧ-l от аккумуля торнои батареи или подключить устройство ВУ-З к ис- правному pe,le. Все дальнеЙшие проверки выполняют с тем родом операТИВllOrо тока, с которым реле РЧ-l будет работать в полной схемс. Для проверки работоспособности полупроводииковой части схемы на выводы 7 8 реле слсдует подать пере менное наПРЯЖСШlе (около 100 В), а на 1 и 3 HOМlI H3JibIroe напряжение по('тоянноrо операТИВIIоrо тока или НОМИII3JIЫiOе переменнос IIапряжение на вход устройст ва ВУ-з (в дальнейшем будем это lIазывать: «подать переменное напряжение 11 оперативный ток»). При нажатни кнопки К на лицевой плате реле РЧ-l выходное реле РП должно сработать. Напряжсние на нем должно быть в нределах 19 24 В. Если выходное реле не сработало или напряжение на ero обмотке ниже указанноrо, необходимо провернть схему реле в соответ- ствии с рекомендациями, приведенными нИЖе. Сннжение напряжения на обмотке реле в первую очередь может быть вызвано неисправностью транзистора Т9 или диода Д21. Перед поиском неисправности в полупроводнико- вой части схемы полезно убсдиться в исправности цепей переменноrо напряжения и измерителыIхx цепей. Теперь можно производить иастройку реле на часто- ту срабатывания. Эта настройка является весьма OTBeT ствешюй операцией, ее следует выполнять с особой тща тсльностью и точностью. Повышенные требования }{ ТОЧlIOСТИ настройки связаны с особенностями работы устройств ЛЧР. Они работают в аварийных условиях, причем в таких УСЛОВИЯХ находится обычно одна или несколько энерrосистем. Нарушение требований к наст- ройке может вызвать срабатыванне реле при частоте ннже или выше уставки. Следовательно, реле откажет или сработает излишне. Отказ отдельных устройств АЧР приводит К большему снижению частоты, к нзлиш- нему оТключению мноrих потребителей. ИЗлишнее cpa батывание А ЧР при частоте в системе выше уставки TaK же приводит к оТключению потребителей, т. е. к ведоот. пуску энерrИII. В настройке реле частоты используют [енера rop тех- ннческой частоты (rТЧ) и частотомер. 46 Частотомер, применяемый при проверке (измеритель- ный), должен иметь клеймо проверки. Ero следует обя- зательно сверить с диспетчерским. Диспетчерскнй часто томер принимают за эталонный, разницу в показаниях диспетчерскоrо и измерительноrо частотомеров следует учесть при настройке. Разность показаниЙ обозначают дffl3М' Она положительна, если измерителыыый частото ;-лер показывает больше л,Испстчсрскоrо, и не должна превытпать поrрешности, указанной в паспорте для COOT веТСТВУЮЩIIХ условий. В процессе пастройки необходимо поддерживать на частотомере номинальные напряжения: для частотомеров Д506 11 Ф205 100 В, дЛЯ ДЧ-49 110 В Перед проверкой rТЧ необходимо проrреть в соот- ветствии с ИlIструкцией по ero эксплуатации (обычпо 20 ЗО мин). Следует убедиться в отсутствии заметных на r.1l31 искажений выходноrо напряжения по о('цилло скопу. При этом к rТЧ нужно подключить реле частоты 11 частотомер При налични заметных искажений rТЧ использовать нельзя, так как реле частоты и частотомср реаrируют на отклонения напряжения от синусоидально ro. Поскольку искажения выходноrо напряжения rТЧ увеличиваются при увеличении наrрузки, следует питат от rТЧ только настраиваемое реле и измерительныи ВХОД частоТомера. Все остальные элементы схемы нуж но отключнть. При необходимости на них можно подать напряжение от сети. К сети следует ПО..1.ключать и непь питания частотомера. Настраиваемое реле частоты следует проrреть в те- 'lение 1 1,5 ч, чтобы устаноВИЛСЯ температурный режим полупроводниковой чаСТII схемы. Для ЭТОrО на закрытое крышкой реле подают переменное напряжение около 100 В и номинальное оперативное напряжение. Бо.l1ЬШИНСТВО из ИСlIOльзуемых в энерrосистемах rтч иМсЮТ в выходном напряжении четные rарЫОIIИКИ (в осНОВН:ОМ вторую), а n нскоторых СJlучаях 11 постоянную составляющую. В реле РЧ-l используется для измерения толькО одна полуволна переменноrо напряжеIlИЯ. По этому при наличии в напряжении четных rарl\..10IlИК или постоянной составляющей частота срабатывания реле зависиТ от полярности подключения цепей напряжения. Различие частоТ срабатывания Мер при прямом fлр и обратном fОБР подключении цепей напряжения доходит )10 o.o6 0,1 rIj. В иапряжении сети от трансформаторов 47
напряжения (ТН) четные rармоники и постоянная co ставляющая отсутствуют. Частота срабатывания f ер ре- ле РЧ-l, по/\ключеННОI'О к ТН, оказывается равной сред- неарифметичеСКQМУ значеНиЮ частот срабатывання, по- лученных при питании реле от rТЧ: f fпр+ fооп (1 ) Ilp 2 f ! + f60л"", fм,щш . уст меныll 2 (3) реле. Цифры, наНесенные у отпаек, ориентировочно соответс;вуют частоте срабатывания (возврата) pe.'le пр краИIIем левом положении (ДО отказа протип часо вои стрелки) движка резистора плавной реrулировки 1 R (2R). ,Перевод движка резистора плавной реrУJIИРОВ- ки в краИНее правое поло {еННе (до отказа по часовой стрелке) приводит к повЫШеНИЮ частоты срабатывания (возврата), примерно на 1 rц. Повороту оси резистора ПО чаСОВQИ стрелке до отказа соответствует крайнее верхнее ПоложеНие движка резистора на схеме реле (рис. 3), т. е. полное использоваНие дополнительной ре- rулировочной секции дросселя. Если задана уставка 48,8 rц, нужно подключить отпайку 48. Перемычки в цепях реrулировки времени срабатыва- ния устанавливают в ПО,lожение 0,15 с. Убеждаются, что выводы 5 и 6 реле РЧ-l не соединены. Затем на реле (выводы 7 и 8) подают напряжение от rТЧ с частотой выше заданной уставки и оперативный ТОК. Уменьшая с помощью rТЧ частоту, определяют частоту срабатыва- ния реле. Измерения повторяют 3 5 раз. За частоту срабатывання принимают среднеарифметическое значе- ние всех измерений. Одновременно определяют частоту возврата, которая должна быть выше частоты срабаrы вания не более чем на 0,1 [ц. Обычно частота возврата отличается от частоты срабатывания значительно мень. Ше. Меняют местами провода на выводах 7 и 8 реле, т. е. полярность подключения rтч, 11 повторяют измерения для определения частотЫ срабатывания. С учетом полу- ченных данНЫХ рассчитывают частоту настройки по (5). Пример. Задана частота срабатывания (уставка) ''lст:==2: =,=,48,8 tц. При подrОТОВке к настроЙке установлено, что fмепьrн=== ::==48 rц, fGо;льш==48,12 [ц; д.fиз)\:!== 0,04 [ц, т.е. используемый частотомер Показывает частоту на 0,04 [ц меньше, чем диспетчер" скии. Определяем частоту lJаСТРОI"iКИ: ИЛИ f ! + fОбр fпр ( 2 ) уст п;:. 2' Следовательно, при любом подключении реле к rТЧ настраивать реле нужно па некоторую частоту настрой- ки fHacTP, отличающуюся от заданной частоты уставки. Обозначим частоты срабатывання реле РЧ-l при пита- нии от rтч ,fменьш И fбошш. Если в (2) заменить fпр на fменьш, а fобр на fБОJIЬШ, то получим: Удобно настраивать уставку всеrда при одном и том же подключении реле к rтч, при котором получается меньшая частота срабатывания. При этом вместо fменьш В (3) можно подставить fHacTP' а вместо [больш fменьш подставить Мер. Тоrда получим: ofp fp"TP fY'T . (4) С учетом поrрешности частотомера дfизм можно па писать: I\fco (5 ) fp"TP fy" т !J.[ЮМ' ,Если используемый частотомер показывает меньше диспетчерскоrо, то дfпзм отрицательна и должна быть введена в (5) со знаком «плюс». Прежде чем настраивать реле на заданиую частоту срабатывания, необходимо определить, при каких часто- тах срабатывает реле, подключенное к rтч, определить поrрешиость используемоrо частотомера и рассчитать частоту настройки (т. е. частоту, при которой должно срабатывать реле при питании от rтч). Для определения частот срабатывания реле РЧ-l при пнтании от rТЧ подключают необходимые отпайки дрос- селей измерительных цепей срабатывания и возврата 4Я fHactp == 48,8 48,12 48,O 2 + 0,04 48,18 ru, Если бы используемый частотомер показывал частоту на 0,04 [ц больше диспетчерскоrо, то 48,12 48,0 '''''Tp 48,8 2 0,04 48,7 ru, reHepaTop rТЧ nО!I.ключают :меньшая частота срабатывання, 4 9б так, чтобы получалась и настраивают частоту, 49
f 5f м ,ньш + 5/ больш А ! Cp 10 И3М' (6) ре,1е РЧ-l. Эта проверка позволяет убедиться, в том что резистор R* подобран правильно и исправен. Если реле используется при пОстоянном оперативном токе, ПQСТQч ЯllIlое напряжение должно быть равным номинальному. Поскольку работа реле РЧ-I зависит От напряжеиий на шинках +6 В 11 12 В, прн IIспользоваllИИ ero с уст- ройством ВУ-3 эту проверку ВЫПолняют 2 раза при НО- минальном напряжеhllН На входе устройства ВУ-3 и при ero ПОIIижении одновременно с ПОl.шжением nepeM€HHoro напряжения на входе реле РЧ-\. Последнее делают для оценки работоспособности реле РЧ-\ и ВУ-3 в тех слу- чаях, коrда перемеННQС напряжение на них подано or общеrо источника и Сllижается одновременно. Сле- дует помнить, что завод rараНТИРУt'Т нормаль- ную работу реле РЧ-l с устройством ВУ-3 Прll снижении напряжения ДО О,4и нт . 1 . Допустимые преде.I[Ы отклонсния частоты срабатывания даны 13 заводском техническом описании [6] и составляют не более 0,3 [ц при переменном напряжении на реле О,270,4и ном и не более 0,2 [ц при 0,471,3U HoM . При снижении перемен- Horo напряжения частота срабатывания реле РЧ-\, как правило, увеличивается. При необходимости УЛУЧllllIТЬ работу реле можпо путем изменения сопротивления резистора R\ включеННоrо параллельна резистору Rб или R7. По данным завода-изrотовителя СОПРОТllвленне этоrо резистора может быть От 20 до 450 кОм. Проверяют peJle при подаче и снятии перемеиноrо напряжения. Напряжение оперативноrо тока ДОЛЖНО быть подано, частоту nepeMeHIloro напряжения устанав- ливают на 0,1 0,15 [ц выше уставки срабатывания. Снятие перемеНl!оrо напряжения ПРОИ3ВОДЯТ разыыка- нисм и закорачиванисм цепей напряжения, что ВО3МОЖ НО В условиях эксплуатации. Чтобы не повредить rтч, замыкание цепей следует ПРОИЗВОДИТЬ кратковременно, при эТОм последовательно с реле нужно ВJ{.IIIОЧНТЬ рези- стор lIа l \,5 кОм. Проверку производят по несколько раз каждым спо- собом. Реле не должно срабатывать при снятии и подаче псременноrо напряжения. Если реле хотя бы кратковре- меНIIО срабатывает, то в первую очередь ледует убе- диться в исправности б.тIOКИрОВКИ, состоящеи из элемен тов Ю, Сl, R14 и ДlО. Аналоrично проверяют реле при подаче и снятии На- пряжения оперативноrо тока. Перемеинос напряжение paBHYIo рассчитанной 'настр, При этом реле РЧ-I должно быть в несработаннам положении. Плавным поворотом резистора 1 R по часовой стрелке ПОВЫШаюТ частоту срабатывания реле до момента ero срабатывания. Повы- Шают частоту с помощью rТЧ и, снижая ее, проверяют частоту срабатывания реле РЧ-\ 2 3 раза. При необ- ходимости ПРОИЗВОДЯl подреrулировку резистором 1 R до получения частоты срабатывания, равной частоте настройки. Если на резисторе lR имеется стопорная rайка, ее следует затянуть. При ее отсутствии следует снять руч- ку с оси резистора 1 R, чтобы не сбить настройку слу- чайным прикосновснием, В заключение определяlOТ действительную частоту срабатывания рсле. Измеряют частоту срабатывания 5 раз. Затем меняют полярность подключения rТЧ и измеряют еще 5 раз частоту срабатывания. Рассчитыва- Ют действительную частоту срабатывания при подклю- чении реле РЧ-\ к сети: Если определенная таким образом частота срабаты- вания оказывается равной заданной уставке или отлича. ется от нее не более чем на :t0,03 [ц, настройка реле закончена. Настройку реле на частоту возврата для пуска АПВ или друrих целей производят аналоrично. Отличие за- ключается в том, ЧТО выводы реле 5 и б lIеобходимо объединить, а настроечный резистор 2R предварительно установить в крайнее правое положение. При этом ЧаСТО- та возврата реле РЧ-l будет выше за!'аннои уставки. При установке на rТЧ частоты, равнои уставке, реле будет в сработанном положении. " Частоты возврата реле прн пнтании от rТЧ с разнои полярностью MorYT отличаться от измеренных для наст. ройки уставки срабатывания, поэтому их IIУЖНО из;:rе- рить шова. Отличие объясняется тем, что при настроикс срабатывания в работе находится только одна измери- тельная цепь, а при настройке возврата две. Это изме няет условия работы фильтра 8ДР-IС, т. е. подавления чеТНЫХ [ар монИК. После настройки реле проверяют зависимость часто- ты срабатывания от переменноrо иапряжения На входе 50 4' 51
от rтч прнмерно 100 В с частотой на О, 1 o, 15 ru выше уставкн срабатывання подают на выводы 7 н 8 реле РЧ-I н не ОТКлючают. Оператнвное напряженне на вы- воды 1 и 3 реле подают и отключают несколько раз Перерывы между отключением и ПО;J,aтrей оперативноrо напряжения должны быть разными: от долей секунды до песколькнх секунд. Еслн реле РЧ -1 нспользовано с устройством ВУ-3, то подают н отключают напряженне на вход устрой'ства ВУ-3 '(тоже с разными перерывами) . Прн этом реле не должно срабатывать. Если оно сра- батывает (хотя бы кратковременно), то в первую оче- редь следует убеднться в исправностн конденсаторов С5 н С6 в блоке пнтаиня. Все перечисленные выше проверки МОЖНО делать на отдельном реле в лабораторнн. Остальные испытання нужно ПрОБQдиrь только в ПОЛНОЙ схеме путем подачи переменноrо и постоянноrо напряжения на ряд зажимvВ панели. Сначала нужно убедиться в правилыюсти под ключеИНЯ rтч (нли в ero приrодностн, еслн ранее нспользовалн друrой rтч). Следует также провернть, что устройство ВУ-3 правнльно подключено к" реле РЧ-1 (пополярностн). Проверяют работу реле в полной схеме устройства, Для этоrо иа устройство подают переменное напряже- ние и напряж ние оперативноrо тока (перемеНIlое Ш1И постоянное). Плавным изменением частоТЫ переменно [О напряжения добиваются MHorOKpaTHoro срабатывания н возврата реле РЧ-1 Следует убеднться в отсутствнн сильноrо искрения на контактах выходноrо реле РЧ-I в четкой н падежной работе внешннх про межу- точн х и друrих реле, входящих в устройство. В Э - сплуатацни была отмечена недостаточная помехоустои чнвость реле РЧ-I (к помехам по цепям пнтаIIНЯ). Поэ- тому нужно проверить, что выходное реле РЧ-1 не отпа- дает при замыкании и размыкании контактов промежу точных н друrнх реле, входящнх в схему. Еслн прн ра- боте Toro нлн иноrо контакта выходное реле РЧ-l от- падает, этот контакт следует более тща::ельно отреrули- ровать или установить искроrаситеЛЫIЫИ контур. Работу реле проверяют при номннальном н понн- жен но м напряжении операТИI3Ilоrо тока, либо при О,8и ном ПОСТОянноrо тока непосредственно на реле РЧ-1, либо при O,4U HO I\< перемснноrо напряжения на входе устройства ВУ,3. 52 Измеряют время срабатывания реле. Перемычки уставки выдержки времеии ставят в положение, COOT ветствующее заданному времени срабатывання. На ре- ле подают оперативный ток. Измеряют время от момен- та подачи па реле псременноrо напряжения в пределах 100 В с частотой на 0,3 0,5 ru меньше настроенной уставки до замыкания контакта реле. Переменное на- пряженне на реле следует подавать через пусковой ключ секундомера, руководствуясь ннструкцней по экс- плуатацни используеыоrо секундомера. Измеренне вре- мепн срабатывання проводят не менее 3 раз. Следует помнить, что эксплуатация реле со всеми снятыми перемычками на переключателе уставок по временн недопустнма. Еслн нн однн конденсатор 6C 8С не подключен, то транзнстор Т9 кратковременно от- крывается каждый период, независимо от ЧастотЫ по даШlOrо на реле РЧ,l переменноrо напряження. В та- ких условиях выходное реле РП не возвращается после срабатывания при любой частоте напряжения на входе реле РЧ-I. На этом настройка реле закончена. Ero следует еще раз осмотреть, провернть фнксацию разъема съемной платы, выходноrо реле РП, положение переМЫ'-Iек и пс реключатслей уставок. После включення реле РЧ-1 в полную схему устройства (подачн переменноrо напря- ження от трансфорыатора напряжения и напряжения оперативноrо тока от рабочеrо источника) полезно еще раз убеднться в ero работоспособностн путем нажатня кнопкн К. Прн рассмотрении проверкн н наладки реле РЧ-I предполаrали, что ero отдельные элементы и реле в Цe лом нсправны. Если реле не работает нлн не обеспече- ны необходнмые характернстнкн, то нужно проверять отдельные элеыенты реле. Прежде Bccro целесообразно выяснить, какая часть неисправпа: съемная плата с по- лупроводниковыми элементами или часть схемы, эле менты которой расположены на корпусе реле. Для это- [о на реле ставят заведомо исправную съемную плату. Чаще Bcero оказывается неисправной nолупроводнико вая часть реле. Значительные отклонения напряжений от 6 до 22 В в первую очередь бывают из за неисправности COOTBeT ствующих стабилитронов. Иноrда оказывается, что YCTa новлеl! стабилитрон не ТОI'О типа. Отклонение напря 53
жения от 12 В может быть из за неисправности илн неправильноrо подбора резнсторов Я33 и Я34. Остальные неиспраrшости лсrче Bcero найти, анали зируя .характер импульсов в некоторых точках схемы при поданном на реле номинальном напряжении опера ТИI3ноrо Тока и перемепном напряжении на входе реле порядка 100 В. ОдновремешlO измеряют напряжения на транзисторах высокоомным вольтметроы не менее 200 кОм на используемом пределе измерения. Таким сопротивлением на пределах 10 25 В обладают унн- версальные приборы Ц52, Ц435, Ц4315, Ц4340, Ц4360 и др. Нормальный вид импульсов при перемеШIОЫ напря. жении на входе реле с частотой выше уставкн описан выше и показан на рис. 27. Сравнивая форму и параметры импульсов с описа- нием, можно ориентировочно установить неисправный каскад, а иноrда и характер повреждения. Отсутствие импульсов (прямая линия на экране) указывает, что транзистор не переключается. Еслн при этом падение напряжения на транзисторе составляет около 0,1 В, то ОН открыт. Следовательно, запирающий сиrпал не по ступает на базу транзнстора или неисправен транзи- стор. Если падение напряжения на транзисторе более 2 2,5 В, то ОН з"крыт. Следовательно, неисправны элементы схемы, связывающие базу транзистора с шинкой 12 В, или TpaНJHCTop. Значительное УЫСНLше- нне амплитуды или ширины и\шульсов также указывает на неисправности транзистора и:!и друrих элс:ментоI3, входящих в каскад. Рекомендации по проверке отдель- ных элементов рассмотрены ниже. Для подтверждения неисправности Toro или иноrо каскада, уточнения характера неисправности, а также II}1Я проверки последних каскадов усилителя (тра!IЗИ сторы T7 T9) измеряют напряжение на транзисторах вольтметром. Орнеитировочные значения напряжений HCHpaBHoro реле приве)!ены в табл. 1. Вольтметр дол- жен иметь по I30ЗМОЖНОСТИ большее внутреннее сопро тивлеlше не менее 200 кОм на используемом пределе. Коrда неисправный I<аскад установлен, приступаlOТ к определению нсrодиоЙ детали. Сначала оценивают исправность транзнсторов. Для этоrо убеждаются в спо- собности транзистора полностью открываться и надеж но закрываться. Эти проверки можно сделать без вы- 54 паивания транзистора Из схемы. Чтобы nро!Jерить 113.- дежность закрытия транзистора, соединяют накоротко ero эмиттер с базой. Если транзистор исправный, то на- пряженне эмиттер коллектор равно приложешlOМУ в сХеМе. Если транзистор закрылся не полностью, то это напряжение окажется меньше при.тюже:шrorо. Ниже приведены ориентировочно напряження Из,. между эмнттером и коллектором транзисторов при соединеиии эмиттера с базой (блок питания обеспечивает уровни напряжения +6. 12 и 22 В); Транзистор Т 1 Т2 Т4 Т5. Тб Т7 ТВ Т9 Напряжение из,к, в . . .. 6 12 12 6 12 6 3 22 Эти измерения производят при поданном на реле постоянном напряжении вольтметром с внутренним соп ротнвлением на используемом пределе порядка 500 кОм, например прибор Ц4360 на пределе 25 В име- ет сопротивление 500 кОм. При пониженных иапряже- ниях от блока питания напряжеиия на транзисторах также меньше указанных. Чтобы убедиться, что транзистор четко открывается, соединяют ero базу через резистор на 40 50 кОм с шинкой 12 В (для транзисторов Т5 и Т7 Типа n-р-n с шннкой +6 В). Исправный транзистор должен быть при ЭТОМ полностыо открыт, напряжение между эмит- тером и коллектором должно составлять 0,02 0,2 В. Исправиость диода проверяют путем измерения ero сопротивления в прямом н обратном направлениях ом. метром любой снетемы. При измерении сопротивления диода разными при- оорами можно получить сильно отличающисся резуль таты. Это не указывает на неисправность диода, а об'Ь. ЯСlIяется тем, что ero сопротивление нелинейно зависит от приложенноrо напряжения, т. е. от напряжения на выходе измерительноrо прибора. Можно считать днод исправным, если ero сопротивление в прямом иаправ ленни менее 200 250 Ом, а в обратном более 10 15 кОм. При измерениях один вывод диода нужно от- делить от всей схемы, а оператнвное напряжение на реле не подавать. Лучше Bcero работать при снятой плате с полупроводниковыми элементами. Резисторы проверяют путем измерения СОПРОТИ13ле ния. Кроме Toro, СЛС)l,уС'Т убесl.ИТЬСЯ, что установленный резистор соответствует указанному в спеlщфакацин (по типу, сопрОТИБ.тIению и мощности). 55
напряжений исnраВПQtО репе Таблица 1. ориенtировоч-ныIe 8нач ения траltЗисropа" (!tмитrеР КОЛl1ектор), В НапРjJ,кеШlе Иd Тб 1'7 1'8 1'9 РеАШМ работы p€lie т4 1'5 1"1 1'2 более 0,2 19 24 На реле подано НоминаЛьное напря-n(ение ОПС 4 Не раТИ6ноrо тока На реле поданы номинальные пере мен ное напряжение и напряжение операТlfвноrо 0,2 19 24 lока: 7,5 11 5 5 7,5 10 0,2 частота переменноrо напряжения пыше 2 2,5 4,5 5,5 2 2,8 0,2 частоты устаВR'И 8 11,5 5 5 6,5 8 11,5 5 7 частота переменноrо напряжения НИll(е 2 2,5 415 5,5 чаСТОlЫ УС13ВКИ ля проверки электролитических кондеисаторов оце- НИВают их способность сохранять заряд. Конденсатор отключают от схемы и заряжают до 20 В с соблюде- нием полярности. Вольтметр и источник питания отклю. чают от конденсатора, а через 10 15 с измеряют на- пряжение на нем. Если конденсатор исправен, то в пер- вый момент вольтметр покажет 15 18 В. Сопротивле- ние вольтметDа должно быть не менее 100 200 кОм lIа используемом пределе. Неэлектролитические конденсаторы проверяют пу- тем измерения сопротивления конденсаторов постояи. ному току И емкости. Конденсатор нужно выделить из схемы, Сопротивлеlше конденсатора постоянному току (сопротивление утечки), измеренное любым омметром, должно быть достаточно большим, т. е. больще 200 кОм. Емкость КОllденсатора определяют любым методом, в частности по ero сопротивлению переменному току. Нужно помнить, ЧтО на конденсаторе написаtlO знаЧе ние наибольшеrо допустимоrо постоянноrо напряжения. Для большинства конденсаторов допустимое переменное напряжение ЧастоТой 50 [ц (кроме конденсаторов МБРI) всеrда меньше; например, для нспользуемых в реле конденсаторов МБМ оно не должно превыщать 50 В. Емкость конденсатора определяют по С З,18IсIUс, rдс Ic Ток в конденсаторе, приложенное к конденсатору напряжение, кость конденсатора, мкФ. Неправильная работа какоrо.либо каскада может быть вызвана не только неисправностью отдельноrо эле. мента (диода, транзистора, резистора и т. д.), но и пло- формуле мА; UC В; C eM- хой пайкой, нарушением контакта в разъеме, псрсмыка нием каКIIХ нибудь цепей на съемной плате Эти дсфек- ты, как правило, можно обнаружить с помощью тща- тельноrо осмотра. Трансформаторы н дроссели, входящие в схему реле РЧ-I, проверяют следующим образом. Исправность входноrо трансфор атора Т оценивают по результатам измереllИЙ коэффициента трансформации и тока хал 0- cToro хода. Для измерения коэффициента трансформации па пер- вичную обмотку (выводы 7 и 8 реле) подают напря- жеНllе порядка 100 В и измеряют напряжение на вто- ричных полуобмотках (точкн 8а и 8Ь, 8Ь и 7Ь). При этом отсоединяют наrрузку, вынимают съемную плату и отключают дроссель 3Др и конденсатор lС (это удоб- но сделать на выводе конденсатора IС). Измерять на. пряжение на первичной 11 вторичной обмотках нужно ВО.1ьтметрами одной системы. Сопротивление подклlO- чениоrо ко ВТОРИЧНОЙ обмотке вольтметра должно быть не менее 10 кОм. Такое сопротивление имеет, напри- мер, прибор Ц4312 на пределе измереиия переменноrо напряжения 60 В Подключать вольтметр удобно к вы- подам разъема. " При напряженин на первичнои обмотке порядка ]00 В напряжения между точками 8а и 8Ь, 8Ь и 7Ь должны быть по 50 В, напряжение между точками 8а и 7Ь 100 В. ВОЗМОЖIIЫ отклонения напряжений на 5 10%. Ток холостоrо хода трансформатора IIзмеряlOТ мил- лиамперметроМ в рассечке ПрОБода, подключеJ1ноrо к вl>lВОДУ 7 реле. Внутреннее сопротивление прибора зна- 57 56
чения практически не имеет. При напряжении на пер- вичной обмотке порядка 100 В ток холостоrо хода обычно составляет 2,5 3 мА. Через миллиамперметр не должен проходить ток вольтметра, измеряющеrо на- пряжение на первичной обмотке. На время измерении нужно ero отключить и от вторичной обмотки. 300 ,о 720 230 24-0 250 26С Завод-изrотовитель рекомендует (7] оценивать исправность дросселей путем измерения напряжения иа выводах обмоrки при ОТК."юченном реЗlIсторе П.1авной реrулировки (1 R или 2R) и полностью выведенном маrнитном Шj Нте. Для такои проверки нужно заведомо нарушать реrулировку дросселя, а также отпаивать ре- зистор плавиой реrулировки. Поэтому ее нроизводят только В теХ случаях, коrда после выполнения описан ных выше проперок остались сомнения в исправности дросселя. Дроссель можно считать испраВlIЫМ\ ес."IИ при подаче на всю обмотку напряжения порядка 1 00 В измеренные на выводах дросселя напряжения (см. рис. 29) соответствуют СJlедующим: " j( резистору /lлаG Най peZYJ1JpOGKIJ. +S (50) '8 1"91 ,7 ('tS) ,О " "11 (,,! Исправиость дросселей 1 Др 11 2Др измерительных цепей можно оценить разными способами. Сначала по- лезно убедиться, что выводы отпаек от обмотки сдела- ны правильно. Наиболее просто это можно проверить путем измерения сопротивления постоянному току меж- ду сосе;r.ними выводами. Схсма дросселя приведена на рис. 29. Сопротивление одной секции реrулировочной части обмотки дросселя составляет 55 70 Ом. Изме- рения производят нспосредствеино яа rнездах переклю- Чателей уставок. Можно применять омметр любой си- стемы. Если выводы перепутаны, то между двумя со- седними rнездами сопротивление окажется в пределах 1] О Ом и БО.lее. Сопротивление постоянному току всей обмотки дросселя составляет около 3000 Ом. Затем проверяют сопротивление дроссе."Я при часто- те 50 rH. Это сопротивление измеряют методом ампер- метра и вольтметра. Обмотку дросселя выделяют из схемы И подают на нее напряжение около 100 В Полное сопротивление исправноrо и правильно отреrу.1ирован- Horo дросселя составляет 15 20 кОм. В некоторых пре- делах сопротивление дросселя МОЖНО изменять путем перемещения маrнитноrо шунта. Для увеличения соп- ротивления маrнитный шунт вдвиrают в зазор (это соответствует уменьшению воздушноrо за,ора), а для уменьшения выдвиrают. Так можно реrулировать шкалу уставок реЛе. 118 ВЫВОДЫ дpoc селя цепи срабатывания 1 2 ВЫВОДЫ дроссе- ля цепи БО3 "рата. . .. 1 2 1 50 Напряжение, Б 2,4 2,5 91 93 1 49 49 48 49 47 49 46 49 45 Рис. 29. Схема дросселя измерительноЙ цепп Цифры HaIJ изображс- нием обмотО!{ обозначают число ВИТКОВ D секции Цифры у ВЫВО- ДОВ (l(pOMe 1 И 2) соответствуют обозпа1ТСНИЯМ на переключатеJ1( усrаБОК по срабатыванию (без скобок) и по возврату (В скобках). 50 49 50 48 50 47 50 46 1,8 2 3,8 4,2 5,8 6,4 8,O 8,5 Дроссель 3Др можно считать исправным, если ero сопротивление постоянному току составляет около 200 Ом, а nOJIHoe сопротивление при 50 В и частоте 50 rH 1 ,5 2 кОм. Дроссель 4Др считают исправным, если ero сопро- тивление постоянному току составляет 36 37 Ом.
rt рuложенuе 2 параметрыI элементов fеле РЧ-1 (обозначения даны в соответствии С рис. 8) Таблица П 1. РfJзuсmоры n риложенuе 1 Обозначение ConРОТИБление ОбознаlJение Сопротив ение lR*"',2R"'* 1 ,Ом Р20 33 кОм 3R***, 4R*** (1 ,3:t5o/.) кОм Р21 10 кОм R2 IV R5IV (5 , 5:t50/0) кОм Р22, Р23 1,2 кОм R1 10 кОм Р24 33 кОм P6 P9 39 кОм Р25 62 ка 1 РlO, Рll IS кОм Р26 10 кОм Ю2 12 кОм Р27 33 кОм Р13 39 кОм Р28 2,7 кОм Р14, Ю5 36 кОм R29, R30 1,2 кОм Р16 22 кОм [(З1 680 Ом Р17 62 кОм RЗ2 3,3 кОм Ю8 33 кОм ЮЗ' 30 2500 Ом Ю9 10 кОм Р34 1,5 кОм Р' 20 450 кОм Технические Данные реле f>Ч Технuчеиcuе данные реле РЧ-J" пределы изменения уставок по срабатыванию 50 45 rц, по возврату 46 51 rц; уставки по времени срабатывания 0,15, 0,3; 0,5 с; время ВОЗВра- та не более 0,15 с; изменение частоты срабатывания при изменснии напряжения Постоянноrо оператИвНоrо TOKd в пределах 0,8...;.-1,1 Ином или напря- жения nepeMeHHoro QперативнOl'О тока в пределах 0,4...;.-1,3 Ином и одновременном изменении ПереМеННOl'О напряжения на входе реле (выводы 7 и 8) в пределах 40 130 В не более 0,2 [ц; то же при изменении nepeMeHHoro напряжения на входс реле в пределах 20 130 В Не более 0,3 [ц. Технические данные реле РЧ 2: нределы изменения уставок по срабаrыванию 50 55 [Ц, по возврату 55 50 [ц; Изменение частотЫ срабатывания при изменении напряжения поеТОЯIlноrо оперативноrо тока в преде.rIaХ 0,871,1 ином или lIа пряжеиия переменноrо операТИВiIOrо тока в пределах 0,471,3 ином и одновременном изменении пеРС\1енноrо llаlIРЯЖСНИЯ на входе реле (выводы 7 и 8) в пределах 60 150 В не более 0,2 [ц; то же при изменении переменноrо напряжения lIa входе реле в пределах 45 150 В не более 0,3 [ц, а 20 150 В не более 0,4 [ц. Общие технические ианные для РЧ l u РЧ 2; разность между частотой срабатывания и возврата реле H любой уставке не более 0,05 [ц (при использовании только однои измерительной цепи); изменение частотЫ срабатывания при изменении температуры ОI<jJужающеrо БОЗДУла (напряжения на ВХОДе реле и оперативноrо тока номинальные): . Подбирается при К8J'.иGровке ца эаооде. ** Тип ППЗ-41 'НiТип ПЭВ 2J. IV 1ип Млт-о,5. Таблица П2. KOHJeHcamo]Jbl Изменение темпераlУРЫ, ос. . . . . . . . . . Изменение частоты ('pa 6аТЬ1вания, rц 0++40 20++40 0,2 0,25 40++40 0,35 20 40 ОбоJИ8qеilllе Thп EJI,fКOCТb, мкФ I НШ,"ЯЖ"'"" В 1 С М6fЧ-I-2А 2 250 2С, зс, 4С, 5С KCf 2f 0,1 500 БС,8С M6rO-2 4 150 7С M6fO 2 10 160 С1, С4 М6М 05 160 С2, С3 М6М 0:{i)5 160 С5, С6 К-50-3 100 50 Таблица П3, Диоды 0,1 разрывная мощНость КОIlтаКl0В ВЫХОДllоrо про).iежуrочноrо pt::.le в цепях постоянноrо тока 60 Вт, в цепях переменноrо 300 В. А, потребляемая реле и вспомоrательными устройствами мощносrь nepeMeHHoro тока для измерительных цеПей (выводы 7 8 реле) не более 5 В.А, ВСПОМОrатеЛьНО! () устройства BY 3 не более 15 В.А. БО ОбоэначеН11е Тя' Обозначение Т"' Д1, Д2, Д21 Д2266 Д8 Д20 Д223 6 дз дз Д223 Б Д6, Д7 Д9Ж 61
Таблица П4. СтабилитРОНbl Обозна'lение Тип Обозnа'lенае nm Ст! Д816А Ст2 Д815А Таблица П5. Т Р:1.ftзис торы ОбоЗllа'Jеllне Тип ОбоЗНа'lенне ТИП 'п T4 .\\П42Б Тб, Т8 МП42 Б Т5, т7 МП113А Т9 МП26Б СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ тип прибора Предел И3 IереlПfЯ, В Сопротив 7eIi,Ие прибора 1. Применение полупроводников в устройствях релейной защи- ты и СИСТСIIШОй автоматики/Под общ. ред. И. И. Соловьева и А. М Федосеева. М.' Высшая школа, 1962. 284 с. 2. Виноrрадов Ю. А. Основы электронной и полупроводниковой Тf'ХЮIКИ. М.: Энерrия, 1972. 534 с. 3 СпраВОЧIШК ПО полупроводниковым дИОДам, -rранзисторам и интеrральным схемам/Под общ. ред. Н. н. rорюнова. М.: Энер- rия, 1977. 744 с. 4. Решение N2 Э 20/75 О переходе на новые виды, периодич- ность и объсмы прове-рок УСТРОИС1В р{'Jlейной защиты и электроавто- матики. спо орrрэс, 1975. 12 с. 5. Общая инструкция по проверке lIромежуточных и указатель ных реле СЦНТИ орrрэс, 1969 88 с. б. Техническое ОПИС3llИе и пнсrрукция по эксплуатации. Реле ЧdстаТЫ типов РЧ-I-У4, РЧ.I-Т4, РЧ 2-У4, РЧ 2-Т4 и вспомоrатель пас устройство ТJ!ПОВ BY 3 Y4, BY 3 T4. ЧЭА3. Издание 3 e 11 с. 7. Правила техпическоrо оБСJ1УЖllвания устройств релейной за ЩIlТЫ, электроавтомаТИКII, дистанционноrо управления и сИrнализа. ЦИII электрос!'анции и ливий электропередачи 35 330 кВ. орrрэс, 1979. 96 с. 8 Реле защиты/В. С. Алексеев, r. П. BapraHoB, Б. И. Панфи. дав, Р. 3. РозеиБJliОМ. М.: Энерrия, 1976. 464 с. при \f е '1 а н 11 е. В релl" РЧ-2 lФIНlеиены Те ще эле>lенrы, '11'0 11 В pe'le РЧ-l, СО С'1едующи\ \;! О1' \1'lliЯ\lli дополи.ителЫI.<t уС'l'вн:овле.\l. резИС'l'Ор 35 МЛТ..IJ,5 на 1(1KOV!; кондеиса1'О;JЫ ,С и 8с ОТGуrствуют, кондеl{сащ) 6С J'...1:ВrО-2 на 2 мкФ. 160 В. п рuложенuе 3 Техннческие даllные прнборов ДЛЯ ,измерения постоянноrо напряжеиня Ц4З12 J50 60 30 7,5 1,5 100 25 10 2,5 На всех пре;I.ел.аХ изме реНИЯ nОСТОЯННОrО Ha пряжения То же Ц4з5 Ц4315, Ц4317, Ц4323 , Ц4324, Ц4326, Ц4340, Ц 4360 Ц4341 100 ком 40 кОм 20 кОм 5 кОм 5 [{Ом 1000 кОм 500 кОм 200 кОм 50 кОм 20 KOMjB 16,7 кОм/Н
СОДЕРЖАНИIЕ Предисловие . 3 1. Назначение, прннцип действня и устройство реле 4 2. Физические основы работы полупроводниковых приборов 15 3, Работа узлов полупроводниковой схемы н реле в целом 22 4, Проверка и наладка реле 41 Приложения 60 СПИСОК литературы 63 Михаил Николаевич Хомяков РЕЛЕ ЧАСТОТЫ РЧ-l Редактор М. М. Мирумян Редактор издательства r. r. Родин Техиический редактор В. В. Хапаева 1(0ppeKTop М, r, rулина ИБ м 1615 Сдано в иабор 31.03,82 Подписано в печать 0206.82 Т-12146 Формат 84Х1081/.. Бумаrа тиnorрафская "'. 2 rарнитура литературная Печать высокая Усл печ л. 3,36 Усл. кр. оп 3,57 Уч.-изд л. 3,52 Тираж 20000 экз. Заказ 96 Цепа 20 к. , i -" t ',j 1 . , . J , j j 1 Энерrоиздат, 113114, Москва, М-114, ШЛЮ&<Jвая па6., 10 Московская типоrрафия 1(0 10 Союзполиrрафпрома при rосударствен- ном комитете СССР по делам издательств, полиrрафпи И книжиоlj торrов,,!и. 11 114, MOCj{Ba, М-114, Щ"!IQЗQВIIЯ Ifll ., IQ
© copyright 2009-2022 «Комплексные поставки реле стартера»
Источник
Реле частоты РЧ-1
Содержание материала
Хомяков М. Н., Реле частоты РЧ-1.— Москва, 1982.
Рассмотрено устройство и даны рекомендации по наладке реле понижения частоты РЧ-1, выполненного с использованием полупроводниковых приборов. Описано устройство примененных усилителей, диодных ключей и других видов реле.
Для квалифицированных электромонтеров, связанных с эксплуатацией и наладкой устройств автоматической частотной разгрузки, частотного пуска и других устройств, в состав которых входит реле РЧ-1 .
ПРЕДИСЛОВИЕ
Для современных энергосистем характерно широкое применение различных устройств автоматики. Это объясняется сложностью объединенной энергосистемы, сильным влиянием элементов энергосистемы и отдельных систем, входящих в объединение, друг на друга.
Среди устройств автоматики широко распространены устройства, реагирующие на частоту переменного тока в сети. К ним, в частности, относятся автоматическая частотная разгрузка, устройства автоматического частотного пуска гидрогенераторов, автоматика разгрузки электростанций при повышении частоты. Одним из элементов таких устройств является реле частоты.
Любые машины, приборы, реле работают надежно только при условии квалифицированного технического обслуживания. Возросший общеобразовательный и культурный уровень советских людей, всеобщее среднее образование позволяют современным рабочим трудиться творчески, познавать принципы действия сложных технических устройств, часто усовершенствовать их, осознанно применять передовые методы диагностики и устранения неисправностей.
Данная книга знакомит с реле частоты серии РЧ, выполненными с использованием полупроводниковых приборов. Такие реле выпускаются промышленностью и широко применяются в энергосистемах и на промышленных предприятиях. При написании брошюры использован опыт эксплуатации реле РЧ в Мосэнерго и в некоторых других энергосистемах.
Источник
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Полупроводниковые реле частоты серии РЧ (РЧ-1, РЧ-2), выпускаемые Чебоксарским электроаппаратным заводом с 1970 г., применяются в устройствах релейной защиты и противоаварийной автоматики в качестве органа, реагирующего на изменение частоты переменного тока.
Реле частоты серии РЧ используются в качестве пусковых реле автоматов частотной разгрузки (АЧР) при снижении частоты ниже допустимого значения, а также в делительных устройствах, защитах от разгона генераторов, в схемах самосинхронизации.
В настоящее время заводом-изготовителем выпускаются реле частоты, питающиеся как от постоянного, так и переменного оперативного тока. Питание реле от переменного оперативного тока осуществляется через устройство ВУ-3.
Реле предназначено для работы в вертикальном положении, при температуре окружающей среды от минус 40 до плюс 40 ° С, во взрывобезопасной среде, без попадания в него воды, масла, эмульсии.
Методика составлена с учетом следующих документов:
— Методических указаний по проверке промежуточных, указательных реле и реле импульсной сигнализации (М.: СПО Союзтехэнерго, 1981);
— Общей инструкции по проверке устройств релейной защиты, электроавтоматики и вторичных цепей (М.: Энергия, 1975);
— Правил технического обслуживания устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации электростанций и линий электропередачи 35 — 330 кВ (М.: СПО Союзтехэнерго, 1979);
— Правил технического обслуживания устройств релейной защиты и электроавтоматики электрических сетей 0,4 — 20 кВ (М.: СПО Союзтехэнерго, 1979);
— Сборника директивных материалов по эксплуатации энергосистем (электротехническая часть). Раздел третий. Системные вопросы и электроснабжение, п. 3.3. (М.: СПО Союзтехэнерго, 1978).
2. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕРКЕ И НАЛАДКЕ РЕЛЕ
При проверке и наладке реле необходимо выполнять требования «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок» (М.: Энергия, 1980) и «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей», гл. VII (М.: Энергия, 1977).
3. СРЕДСТВА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ПРОВЕРКЕ И НАЛАДКЕ РЕЛЕ
Для проверки реле необходимо иметь следующие приборы:
— генератор технической частоты (ГТЧ). В качестве ГТЧ могут быть использованы генераторы ГТЧ-1, ГПЧ-68 или любой другой генератор, удовлетворяющий следующим требованиям: форма кривой напряжения на выходе генератора не должна иметь искажений, превышающих 5 % амплитуды основной синусоиды (искажения до 5 % незаметны для глаза), мощность нагрузки, подключаемой к ГТЧ, не должна превышать его номинальную выходную мощность (40 В × А для ГПЧ-68; 100 В × А для ГТЧ-1);
— частотомер. Для проверки реле частоты рекомендуется использовать цифровые частотомеры (например Ф-205, Ф-246 или другие частотомеры класса точности 0,2 или 0,5) с диапазоном измерения частот 45 — 55 Гц;
— вольтметр переменного тока со шкалой на 150 В;
— универсальный прибор для измерений при проверке блока питания, полупроводниковой части схемы (тестер);
— рубильники, провода для сборки схемы, пинцет, отвертки, гаечные ключи, надфиль.
Приборы, которыми производится настройка, должны иметь клеймо поверки.
4. КОНСТРУКТИВНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ РЕЛЕ
Конструктивно все элементы реле размещены на основании корпуса, съемной и откидной платах, лицевой панели. Реле закрывается крышкой.
Откидная плата связана с корпусом жгутом гибких проводов; съемная плата — разъемом с двумя рядами по восемь гнезд. Связь с внешними цепями осуществляется через два четырехлистных ряда выводов, позволяющих выполнить переднее или заднее присоединение.
На основании корпуса (рис. 4.1) расположены: входной трансформатор Т, дроссель фильтра 3L, конденсаторы С1, С7, реле К, переключающая колодка с контактными выводами.
Токоограничивающие резисторы блока питания 3R, 4R, 5R, 6R, вынесены на заднюю стенку основания реле в целях снижения температуры внутри кожуха реле.
На откидной плате (см. рис. 4.1) расположены элементы измерительных цепей срабатывания и возврата реле: дроссели 1L, 2L и конденсаторы 2С — 5С, 6С, 8С, создающие выдержку времени реле на срабатывание. На задней стенке откидной платы установлен дроссель 4 L . Откидная плата крепится к основанию реле с помощью двух винтов.
На откидной плате установлена лицевая панель реле частоты. На лицевой панели размещены гнезда, к которым подсоединены отводы обмоток дросселей 1L, 2L, обеспечивающие ступенчатое изменение уставок срабатывания и возврата реле; резисторы 1R и 2R плавного регулирования уставок; перемычки для установки нужной уставки по времени срабатывания реле (для РЧ-1) и кнопка S для опробования логической схемы.
Рис. 4.1. Схема расположения элементов реле частоты:
1 — основание корпуса; 2 — откидная плата; 3 — лицевая панель РЧ-1; 4 — лицевая панель РЧ-2
Остальные элементы схемы реле частоты, в том числе все диоды, транзисторы и большинство резисторов, смонтированы на съемной плате с печатным монтажом. К откидной плате съемная плата крепится двумя стопорными винтами, проходящими через середину откидной платы.
Все элементы реле снабжены маркировкой и поясняющими надписями, показано положение перемычек, что соответствует обозначениям элементов в заводской документации и в данной Методике.
Принцип действия реле и вспомогательного устройства описан в приложении 1.
В приложении 2 приведены технические данные реле и вспомогательного устройства, в приложении 3 — основные данные элементов, входящих в схему реле и вспомогательного устройства.
5. МЕТОДИКА ПРОВЕРКИ РЕЛЕ ПРИ НОВОМ ВКЛЮЧЕНИИ
5.1. Внешний осмотр и механическая ревизия
Перед проверкой и настройкой реле необходимо:
— провести тщательный внешний осмотр в целях выявления дефектов и повреждений отдельных элементов и внутреннего монтажа, которые могут появиться при транспортировании;
— проверить механическую надежность паек с помощью пинцета;
— проверить исправность разъема печатной платы, надежность фиксации разъема;
— проверить затяжку всех резьбовых соединений, надежность крепления всех деталей. Проверить также затяжку винтов на магнитопроводах трансформатора Т и дросселей 1L — 4L и закрепление магнитных шунтов дросселей 1L и 2L (поскольку сердечник трансформатора и дросселей стягивается винтами небольшого диаметра, значительных усилий при проверке их затяжки прилагать не следует);
— зафиксировать обмотки дросселей 1L и 2L на магнитопроводе, поскольку изменение положения этих обмоток может вызвать уход уставки реле на 0,2 — 0,3 Гц;
— проверить резисторы плавного регулирования уставки реле 1R, 2R. При этом необходимо убедиться в легкости хода, отсутствии затираний и надежности фиксации резисторов;
— провести внешний осмотр и проверить механическое состояние выходного реле: отсутствие трения в подвижных частях, а также перекосов и заклинивания якоря на протяжении всего хода подвижной системы. Контактирование должно осуществляться как можно ближе к центру контакта. При отпущенном якоре воздушные зазоры должны быть: между якорем и плоскостью заднего керна сердечника не более 0,05 мм, регулирование производится перемещением сердечника (вверх или вниз) при отпущенных винтах, крепящих его к скобе; между якорем и плоскостью немагнитной пластинки на керне сердечника — около 1 мм. При отпущенном якоре торец винта должен касаться верхней плоскости якоря; зазор между подвижными и неподвижными контактами при отпущенном якоре должен быть не менее 1 мм. Регулирование производить подгибанием упорной пластинки и пластинки неподвижного контакта в месте их закрепления в изоляционных колодках; зазор между пластинкой подвижного контакта и рамкой толкателя при отпущенном якоре должен быть около 0,2 — 0,3 мм. Провал контактов — 0,2 — 0,3 мм;
— проверить состояние съемной печатной платы.
При этом обращается особое внимание на отсутствие отслоений контактных дорожек, трещин на контактных дорожках, каких-либо посторонних перемычек — (олово, канифоль, винты, гайки и т.д.) между соседними дорожками или между дорожками и корпусом устройств или корпусами радиоэлементов, отсутствие металлизированных обрамлений печатной платы.
Паяная поверхность должна быть без воронок, загрязнений, без видимых инородных вкраплений. Припой должен заливать место соединения со всех сторон, заполняя щели и зазоры между проводами и контактами. Надежность пайки проверяется путем подергивания пинцетом элементов печатной платы реле.
Исправность и правильность установки радиоэлементов проверяется по их внешнему виду, отсутствию подгаров, наличию зазоров между элементами, правильности крепления элементов (посадка на клей, крепеж гайками или винтами и т.д.).
В случае обнаружения каких-либо неисправностей или дефектов на печатной плате необходимо устранять их только в условиях лаборатории. Проведение перепайки без снятия с панели недопустимо.
При исправлении пайки или замене элементов необходимо строго соблюдать меры предосторожности: не перегревать место пайки на печатной плате, так как это может привести не только к порче элемента, но и к большим наплывам припоя, замыканию между контактными дорожками, отслоению дорожек. Пайка и крепление элементов должны производиться в соответствии с правилами пайки и монтажа печатных плат и радиоэлементов.
5.2. Проверка сопротивления изоляции
5.2.1. Предварительная проверка сопротивления изоляции реле
Перед подачей напряжения на реле необходимо:
— снять плату с полупроводниковыми элементами;
— соединить между собой выводы реле 1, 3, 2, 4 (соответственно «плюс» и «минус» постоянного оперативного тока и выходные контакты);
— соединить между собой выводы 5, 6 и переключатель уставок цепи возврата;
— зашунтировать непосредственно на выводах конденсаторы 4С и 5С (измерительную цепь срабатывания);
— зашунтировать непосредственно на выводах конденсаторы 6С — 8С (элемент выдержки времени);
— «заклинить» реле К в положении срабатывания.
Проверить сопротивление изоляции на корпус реле:
— цепей переменного напряжения (вывод 7 — корпус);
— цепей постоянного оперативного тока (вывод 1 — корпус);
— вторичных цепей напряжения (переключатель уставок — корпус);
— конденсаторов 6С — 8С (выводы конденсаторов — корпус).
Проверить сопротивление изоляции между:
— цепями переменного напряжения и цепями постоянного оперативного тока (вывод 7 — вывод 1 реле);
— цепями переменного напряжения и вторичной обмоткой выходного трансформатора Т (вывод 7 — переключатель уставок).
Измерение сопротивления изоляции производится мегаомметром на 1000 В и должно быть не менее 10 МОм.
5.2.2. Окончательная проверка сопротивления изоляции реле.
При окончательной проверке сопротивления изоляции необходимо:
— установить плату с полупроводниковыми элементами на место.
При установленных полупроводниковых элементах КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ проверять сопротивление изоляции между выводами реле по принципу «каждый с каждым», а также между переключателями уставок и цепями оперативного тока (выводами 5, 6 реле и цепями оперативного тока).
Проверить сопротивление изоляции цепей переменного напряжения (вывод 7) и цепей постоянного оперативного тока (вывод 1) на корпус и между собой. Измерение сопротивления изоляции производится мегаомметром на 1000 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее 10 МОм;
— снять временные перемычки с конденсаторов 4С, 5С, 6С — 8С;
— установить откидную плату в рабочее положение;
— закрыть реле кожухом. Проверить электрическую прочность изоляции на корпус переменным напряжением 1000 В в течение 1 мин. Проверка производится в соответствии с указаниями «Общей инструкции по проверке устройств релейной защиты, электроавтоматики и вторичных цепей» (М.: Энергия, 1975);
— снять временную перемычку между контактами выходного реле (выводы 2 и 4) и цепями оперативного тока. Проверить сопротивление изоляции между контактами реле и цепями оперативного тока мегаомметром на 1000 В;
— снять все временные перемычки.
5.2.3. Проверка сопротивления изоляции ВУ-3.
— соединить между собой зажимы 1 и 3 устройства;
— зашунтировать непосредственно на выводах конденсатор С.
Проверить сопротивление изоляции выводов 1, 3 и вывода 2 относительно корпуса и между собой. Измерение сопротивления изоляции производится мегаомметром на 1000 В и должно быть не менее 50 МОм.
5.3. Проверка выходного реле
При проверке выходного реле необходимо снять плату с полупроводниковыми элементами, «плюс» подать на вывод 4а, «минус» — на вывод 4в, разъема.
Напряжение срабатывания выходного реле должно быть 12,5 — 14 В. Напряжение возврата — не менее 1,5 В.
При необходимости регулирование реле производится в соответствии с рекомендациями «Методических указаний по проверке промежуточных, указательных реле и реле импульсной сигнализации».
5.4. Снятие электрических характеристик реле и ВУ-3
5.4.1. Проверка цепей питания
При проверке цепей питания плату с полупроводниковыми элементами установить на место.
При питании реле от постоянного оперативного тока (без ВУ-3) напряжением 220 В соединить выводы 9 и 10 переключающей колодки перемычками.
При питании реле от постоянного оперативного тока (без ВУ-3) напряжением 110 В соединить выводы 10 и 11 переключающей колодки перемычками.
Перемычки расположены на переключающей колодке, установленной на основании внутри реле.
Подать на выводы 1 и 3 реле постоянное напряжение. При значениях напряжений на выводах 1 и 3 реле, равных 0,8Uном, Uном, 1,1Uном, измерить напряжение в нескольких точках схемы реле, указанных в табл. 5.1. Значения измеренных напряжений должны соответствовать приведенным в табл. 5.1.
Напряжение в точке схемы относительно нулевой шинки, B
«Плюс» оперативного постоянного тока, зажим 1 реле
Правый вывод обмотки реле К, коллектор транзистора V 32, точка 4а разъема
Левый вывод обмотки реле К, точка 4в разъема
Точка «минус» 12 В на печатной плате
* Требуемое значение устанавливается подбором R 33.
При питании реле от переменного оперативного тока через вспомогательное устройство ВУ-3 блок питания реле оперативным током следует проверять совместно с ВУ-3. При этом соединить выводы 10, 11, 12 переключающей колодки перемычками. Измерить напряжение в тех же точках схемы, что и без ВУ-3, при подаче переменного напряжения на выводы 1 и 3 ВУ-3, равного 0,4Uном, Uном, 1,3Uном. Напряжения в указанных точках должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 5.1.
В дальнейшем при питании реле от переменного оперативного тока все проверки производить совместно с ВУ-3.
Рис. 5.1. Принципиальная схема реле РЧ-1
Рис. 5.2. Принципиальная схема реле РЧ-2
Все напряжения измеряются относительно нулевой шинки в точке 8в разъема. Измерения производятся вольтметром с внутренним сопротивлением на используемом пределе не менее 50 кОм. При измерении напряжения в точке 1 «плюс» прибора подключить к точке 1. Во всех остальных случаях «плюс» прибора подключается к нулевой шинке.
При значительных отклонениях измеренных напряжений от нормальных проверить исправность резисторов 3R, 4R, 5R, 6R, R33, R34, стабилитронов V22, V23, конденсаторов С5, С6.
5.4.2. Проверь исправности цепей переменного напряжения. Подключить необходимые отпайки ступенчатого изменения уставок дросселей измерительных цепей срабатывания и возврата реле. Цифры, указанные у отпаек, ориентировочно соответствуют частоте срабатывания (возврата) реле при крайнем левом положении движка резисторов плавного регулирования 1R (2R) повернутого до отказа против часовой стрелки. Перевод движка резистора плавного регулирования в крайнее правое положение (до отказа по часовой стрелке) приводит к повышению частоты срабатывания (возврата) реле примерно на 1 Гц, т.е., если для реле РЧ-1 задана уставка 47,6 Гц, следует подключить отпайку 47. Аналогично для реле РЧ-2.
Подать на выводы 7 и 8 реле переменное напряжение U ном частотой 50 Гц.
Измерить напряжения в точках схемы, указанных в табл. 5.2, относительно нулевой шинки (к нулевой шинке подсоединяются в точке 8в разъема).
Напряжение в точке схемы относительно нулевой шинки, В
Вывод измерительной цепи возврата, точка 7а разъема
Вывод вторичной обмотки входного трансформатора Т, точка 8а разъема
Вывод вторичной обмотки входного трансформатора, точка 7в разъема
Движки резисторов плавного регулирования 1 R и 2 R , точка 5а (4в) разъема
Переключатель уставок реле в измерительной цепи возврата
Выход измерительной цепи срабатывания, точка 6а разъема
Переключатель уставок реле в измерительной цепи срабатывания
Напряжение измеряется вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 1 кОм/В. Значения напряжений должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 5.2 (допустимые отклонения ± 20 %).
При значительных отклонениях измеренных напряжений от нормы необходимо проверить: трансформатор Т, дроссели 1L, 2L, 3L, конденсаторы 2С — 5С, диоды V1, V2, резисторы R1 — R5 (см. приложение 4).
5.4.3. Проверка работоспособности полупроводниковой части схемы.
Подать на выводы 7 и 8 реле номинальное переменное напряжение частотой 50 Гц, а на выводы 1 и 3 номинальное напряжение оперативного тока.
Нажать на кнопку S, выходное реле должно сработать.
Измерить напряжение на обмотке выходного реле (оно должно быть в пределах 19 ¸ 25 В).
Если выходное реле не сработало или напряжение на обмотке реле ниже указанного, проверить схему реле, руководствуясь описанием работы схемы и рекомендациями по проверке отдельных элементов реле (см. приложение 4).
5.4.4. Настройка уставок реле на частоту срабатывания.
Схемы проверки времени срабатывания реле частоты приведены на рис. 5.3.
Частота срабатывания реле зависит от полярности подключения ГТЧ к выводам 7 — 8 реле. Это обусловлено наличием второй гармонической составляющей на выходе ГТЧ, на которую реагируют РЧ-1, РЧ-2 по своему принципу действия, что приводит к неточной настройке реле.
Рис. 5.3. Схемы проверки времени срабатывания реле частоты:
а — при питании от источника переменного оперативного тока; б — при питании от источника постоянного оперативного тока напряжением 110 В; в — при питании от источника постоянного оперативного тока напряжением 220 В.
Поэтому перед настройкой уставок необходимо осуществить контроль формы кривой напряжения на выходе ГТЧ с помощью осциллографа (искажения основной синусоиды до 5 % незаметны для глаза) или анализатора несинусоидальности при собранной схеме проверки частоты срабатывания. После проверки формы кривой напряжения осциллограф или анализатор несинусоидальности отключить.
Далее подключить необходимую отпайку дросселя 1L измерительной цепи срабатывания. Движок резистора плавного регулирования вывести в крайнее левое положение.
Перемычки выдержки времени поставить в положение, соответствующее времени срабатывании 0,15 с.
Прогреть реле частоты и ГТЧ. На выводы 7 и 8 реле подать переменное напряжение 100 В, а на выводы 1 и 3 — напряжение постоянного тока. Реле частоты прогревается в течение 1 ч при закрытой крышке. Генератор технической частоты прогреть в течение времени, указанного в заводской инструкции.
Параллельно реле частоты подключить частотомер. При настройке реле на частотомере поддерживать номинальное напряжение. Напряжение на частотомер подавать на тот предел, на котором будет производиться настройка реле (100 В). Показания частотомера сверяются с показаниями диспетчерского частотомера, разность показаний не должна превышать погрешности частотомера.
Отключить измерительную цепь возврата (выводы 5 и 6 разомкнуты).
С помощью ГТЧ устанавливается частота переменного напряжения на выводах 7 и 8 реле, равная заданной уставке. Потенциометром плавного регулирования частоты срабатывания путем поворота по часовой стрелке добиться срабатывания реле и отметить показания частотомера, подключенного к реле (fср.прям). Поменять полярность питания реле частоты и потенциометром плавного регулирования частоты срабатывания путем поворота по часовой стрелке, добиться срабатывания реле и отметить показания частотомера, подключенного к реле (fср.обрат).
Уставка срабатывания реле определяется f ср как среднее арифметическое измеренных значений частоты срабатывания при пря/мом и обратном подключении проводов к ГТЧ:
Число измерений частоты срабатывания — не менее пяти при прямом и обратном подключении проводов к ГТЧ, при необходимости произвести подрегулирование резистором 1R.
Одновременно проверяется по цепи срабатывания частота возврата реле (она должна превышать частоту срабатывания не более чем на 0,1 Гц).
После окончания настройки реле положение движка резистора 1R зафиксировать стопорной гайкой и еще раз проверить частоту срабатывания реле.
Настройку реле на частоту возврата для пуска АПВ после АЧР производить при замкнутых между собой выводах 5 и 6 реле. Движок резистора плавного регулирования 2R предварительно установить в крайнее правое положение и затем повернуть против часовой стрелки до возврата реле.
Во всем остальном настройка реле на частоту возврата производится так же, как настройка на частоту срабатывания.
Уставка определяется как среднее арифметическое измеренных значений частоты при прямом и обратном подключении проводов к ГТЧ
Число измерений при прямом и обратном подключении проводов к ГТЧ — не менее 5.
5.4.5. Снятие зависимости частоты срабатывания и возврата реле при изменении переменного напряжения и напряжения оперативного тока.
Зависимость частоты срабатывания и возврата реле снимается при изменении переменного напряжения в пределах от 20 до 130 В для РЧ-1 и от 20 до 150 В для РЧ-2 при номинальном напряжении постоянного тока или при номинальном напряжении переменного оперативного тока (при питании через ВУ-3). На ГТЧ устанавливается требуемое напряжение выхода и при плавном изменении частоты определяется уставка на ГТЧ при срабатывании реле, после чего без изменения уставки на ГТЧ устанавливается напряжение выхода 100 В и измеряется частота частотомером. Измерение частотомером при напряжениях, отличных от номинального, не допускается из-за погрешности частотомера. Характеристики снимаются повторно при пониженном (0,8Uном) и повышенном (1,1Uном) напряжении постоянного тока и при 0,4 U ном и 1,3 U ном при питании реле от ВУ-3.
5.4.6. Проверка поведения реле при подаче и снятии переменного напряжения.
Подать на выводы 7 и 8 реле переменное напряжение 100 В, частота которого на 0,1 — 0,15 Гц выше уставки срабатывания. Снятие переменного напряжения производится размыканием и закорачиванием цепей напряжения на входе реле (по несколько раз каждым способом).
Во избежание повреждения ГТЧ замыкание цепей следует производить кратковременно, последовательно с реле включить резистор сопротивлением 1 — 1,5 кОм. При подаче и снятии переменного напряжения реле не должно срабатывать.
5.4.7. Проверка поведения реле при подаче и снятии напряжения оперативного тока.
Проверка поведения реле осуществляется при подведенном на выводы 7 и 8 реле переменном напряжении 100 В, частота которого на 0,1 — 0,15 Гц выше уставки срабатывания.
Несколько раз подается и снимается напряжение оперативного тока. Реле при этом не должно срабатывать.
5.4.8. Проверка поведения реле при подаче и снятии одновременно переменного напряжения и напряжения переменного оперативного тока (для реле с ВУ-3).
Переменное напряжение устанавливается равным 100 В с частотой на 0,1 — 0,15 Гц выше уставки срабатывания. Напряжение переменного оперативного тока равно номинальному.
Подача переменного напряжения и напряжения оперативного тока производится через один рубильник (переключатель).
Как при подаче, так и при снятии напряжения реле не должно срабатывать.
5.4.9. Проверка времени срабатывания реле.
Перемычки уставки выдержки времени для реле РЧ-1 ставятся в положение, соответствующее времени срабатывания. На реле подать напряжение оперативного тока.
Переменное напряжение 100 В, частота которого на 0,3 — 0,5 Гц ниже частоты срабатывания, подать на выводы 7 и 8 реле с помощью рубильника, на один из полюсов этого рубильника завести цепь пуска секундомера с тем, чтобы он пускался при подаче напряжения на реле. Вместо рубильника можно использовать промежуточное реле или ключ. Останов секундомера осуществляется непосредственно контактом реле частоты.
Измерения производить не менее пяти раз.
Время срабатывания реле РЧ-1 должно быть: на 1-й уставке — не более 0,15 с; на 2-й — в пределах 0,3 ¸ 0,08 с; на 3-й — 0,5 ¸ 0,1 с.
При проверке времени срабатывания реле РЧ-2 к конденсаторам С4 и С5 на время проверки подключить через ключ дополнительный конденсатор (Cдоп = 2200 — 3000 пФ), имитирующий изменение частоты срабатывания реле на 0,3 Гц (рис. 5.4). При разомкнутом ключе подать на реле напряжение частотой на 0,3 — 0,5 Гц ниже частоты срабатывания реле. После этого ключом подключить Cдоп. Время с момента замыкания ключа до момента срабатывания реле является временем срабатывания реле (оно должно быть не более 0,1 с).
5.4.10. Проверка мощности потребления реле.
Включить в цепь переменного напряжения реле амперметр. Подать на выводы 7 и 8 реле номинальное напряжение переменного тока и определить потреблении мощности измерительной цепью.
Рис. 5.4. Схема проверки времени срабатывания реле РЧ-2
Аналогично, включив амперметр в цепь постоянного оперативного тока при номинальном напряжении питания, определить потребление мощности этой цепью.
При питании реле переменным оперативным током потребление мощности реле определять с учетом потребления устройством ВУ-3.
5.4.11. Окончательная проверка реле.
Проверить положение перемычек, переключателей уставок, надежность крепления печатной платы. Реле закрыть кожухом и опломбировать.
6. ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ И ОБЪЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ РЕЛЕ
Периодичность проведения технического обслуживания реле РЧ-1, РЧ-2 в зависимости от их размещения приведена в табл. 6.1.
Количество лет эксплуатации
Цикл технического обслуживания, лет
В помещениях щитов управления, релейных щитов и т.п.
В шкафах наружной установки
II категории (КРУ 6 кВ, РУСН 0,4 кВ)
Электрические сети 0,4 — 20 кВ
I категории (каменные, бетонные и другие с температурой окружающей среды не ниже +1 ° С)
II категории (ячейки КРУН, комплектные трансформаторные подстанции и др.)
Примечани е. Условные обозначения: Н — проверка при новом включении; К1 — первый профилактический контроль; К — профилактический контроль; В — профилактическое восстановление; ЧВ — частичное профилактическое восстановление.
Приложение 1
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ РЧ-1, РЧ-2 И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ВУ-3
На рис. П1.1 показана структурная, а на рис. 5.1, 5.2 принципиальные схемы реле РЧ- I , РЧ-2.
Напряжение сети Uc через разделительный трансформатор Т и фильтр Ф (состоит из дросселя 3 L и конденсатора 1С, устраняет влияние высших гармонических составляющих на работу реле) подается на фазосдвигающую схему. Фазосдвигающая схема состоит из двух частотно-зависимых измерительных цепей (срабатывания И1 и возврата И2) и делителя А.
Измерительная цепь через элемент И1 служит для задания уставки реле по частоте срабатывания, а через элемент И2 — по частоте возврата (через внешние контакты ЧАПВ).
В каждую измерительную цепь включены дроссель, два конденсатора и резистор (в цепь срабатывания — 1L, 4С, 5С и R3; в цепь возврата — 2 L , 2С, 3С, R2). Индуктивность дросселя и емкость конденсаторов создают резонансную цепь. В дросселях 1L и 2L имеются отпайки для ступенчатого изменения индуктивности его цепей. Одна из секций в каждом дросселе зашунтирована соответственно переменными резисторами 1R и 2R. Это позволяет плавно изменять индуктивность дросселя. Кроме того, индуктивность дросселя может изменяться перемещением магнитных шунтов, что осуществляется, как правило, при настройке реле на заводе-изготовителе. Изменением индуктивности дросселя достигается изменение резонансной частоты измерительной цепи и, следовательно, частоты срабатывания реле.
Рис. П1.1. Структурная схема реле частоты
Активный делитель А, состоящий из резисторов R4 и R5, служит для создания опорного напряжения U2, относительно которого производится измерение углов сдвига фаз токов цепей И1 и И2, зависящих от частоты сети на входе реле.
Напряжение с выхода измерительной цепи И1 и делителя А подается на фазочувствительную схему реле. Фазочувствительная схема включает в себя два формирователя импульсов Ф1 и Ф2, дифференцирующий Д и логический Л элементы.
Формирователи импульсов предназначены для выработки прямоугольных импульсов Uф1, Uф2 с частотой питающей сети. Оба формирователя выполнены одинаково. Первый формирователь Ф1 состоит из транзистора V24, диодов V4, V5, V7, V9 и резисторов R7, R9, R11. Второй формирователь Ф2 состоит из транзистора V25, диодов V3, V6, V8 и резисторов R6, R 8, R 10. Диоды V5 и V4 образуют вход первого формирователя Ф1. На диод V5 подается переменное напряжение с измерительной цепи срабатывания, на диод V4 — с измерительной цепи возврата (если замкнуты между собой выводы 5 и 6 реле). При отрицательной полуволне переменного напряжения, поданного на входной диод, — он закрыт, при положительной — открыт. В последнем случае потенциал точки Б1 (см. рис. 5.1) положительнее, чем потенциал нулевой шинки. Состояние транзистора V24 определяется состоянием входных диодов V4 и V5.
Если оба входных диода закрыты, то транзистор V24 открыт под действием тока, протекающего по цепи: нулевая шинка — эмиттер V24 — V7 — R 7 — шинка «минус» 12 В. Если один из входных диодов открыт и потенциал точки Б1 положительнее, чем потенциал базы V24, то диод V7 закрывается, отделяя базу V24 от шинки «минус» 12 В. При этом потенциал базы V24 положительный и равен по значению падению напряжения на диоде V9. Следовательно, транзистор V24 закрыт. Таким образом, при положительной полуволне переменного напряжения измерительной цепи транзистор V24 закрыт (импульс U ф1), при отрицательной — открыт (пауза — рис. П1.2). Точно также при положительной полуволне U2, совпадающего по фазе с напряжением питающей сети, транзистор V25 закрыт (импульс Uф2), при отрицательной — открыт (пауза).
При поданном на реле переменном напряжении транзисторы V24 и V25 переключаются с частотой питающей сети. Моменты переключения (т.е. угол сдвига импульсов один относительно другого) определяются углом сдвига между напряжением на выходе измерительной цепи U1 и напряжением U2.
С помощью дифференцирующего элемента Д из переднего фронта импульса Uф2 формируется короткий импульс Uд. Роль дифференцирующего элемента выполняет конденсатор С2.
Рис. П1.2. Время — импульсные диаграммы реле частоты
Вместе с импульсом Uф1 с формирователя Ф1 импульс Uд подается на логический элемент Л (роль которого выполняет транзистор V26), причем взаимное положение импульсов U ф1 и U д во времени зависит от частоты. Транзистор V26, база которого подключена к коллектору транзистора V24, открыт под действием тока, протекающего по цепи: нулевая шинка — эмиттер V26 — база V26 — V10 — R14 — шинка «минус» 12 В. Открытие транзистора V26 происходит в момент начала положительной полуволны напряжения на выходе измерительной цепи U1. Таким образом, логический элемент Л пропускает импульс Uд только в случае отсутствия в это время на входе импульса Uф1. Если частота fс превышает частоту срабатывания реле fср, то в каждом полупериоде напряжения на выходе элемента Л выдается импульс U 1 д. При fс fср такой импульс отсутствует.
Далее с помощью расширителя импульсов (РИ) импульс расширяется во времени. Одновременно РИ выполняет функции инвертора и элемента выдержки времени для создания задержки на срабатывание реле.
Расширитель импульсов работает следующим образом; V27 при отсутствии на реле переменного напряжения длительно открыт под действием тока по цепи: нулевая шинка — эмиттер V27 — база V27 — V10 — R14 — шинка «минус» 12 В. При подведенном к реле переменном напряжении положительное смещение, подаваемое с конденсатора С1, закрывает диод V10 и ток по указанной выше цепи протекать не может. В этом случае транзистор V27 может кратковременно открываться под действием импульсов зарядного тока конденсатора С2. Этот конденсатор дозаряжается до напряжения 18 В при закрытии транзистора V25 (если V 25 открыт, то конденсатор С2 заряжен до 6 В). Импульс зарядного тока протекает по конденсатору С2 в момент закрытия транзистора V 25, т.е. в момент начала положительной полуволны напряжения U2.
Однако транзистор V27 может открываться зарядным током конденсатора С2 только при закрытом транзисторе V26. Открытый транзистор V26 шунтирует переход эмиттер-база V27, запрещая этим открытие V27. Следовательно, при поданном на реле переменном напряжении транзистор V27 может кратковременно (один раз в период) открываться только в тех случаях, когда транзистор V26 открывается после протекания зарядного тока конденсатора С2. Поскольку транзистор V 26 открывается в момент начала положительной полуволны напряжения U1, а зарядный ток конденсатора С2 протекает в момент начала положительной полуволны напряжения U 2, транзистор V 27 периодически открывается только в том случае, когда напряжение U1 отстает от напряжения U2, т.е. когда частота в сети выше уставки реле (см. рис. П1.2). Если напряжение U1 совпадают по фазе с U2 или опережает его, транзистор V27 остается закрытым, что и является командой для срабатывания реле.
Далее сигнал подается на усилитель У, предназначенный для фиксации, усиления и передачи на исполнительный орган (ИО) команды на срабатывание, полученной от логического элемента. Кроме того, в состав усилителя входят конденсаторы, создающие задержку на срабатывание реле.
Транзистор V29 открыт под действием тока по цепи: нулевая шинка — эмиттер V 29 — база V 29 — R 19 — переход коллектор — эмиттер V28 — R22 — шинка «минус» 12 В. При открытом транзисторе V29 диод V 17 открыт, а диод V 18 закрыт. Поэтому база транзистора V30 заведомо положительнее его эмиттера, подключенного к средней точке делителя R29 — R30. Следовательно, транзистор V30 типа п-р-п надежно открыт. Через открытые транзисторы V30 и V28 открыты соответственно транзисторы V31 и V29. При открытом транзисторе V31 база транзистора V32, который входит в исполнительный орган реле, положительнее его эмиттера и транзистор V32 надежно закрыт.
При закрытии транзистора V28 прерывается путь для тока, открывающего транзистор V29, и последний закрывается, что приводит к закрытию транзистора V 31 (так же, как и транзистор V29, закрывается при закрытии транзистора V28). Закрытие транзистора V31 создает возможность для протекания тока, открывающего входной транзистор V 32 по цепи: нулевая шинка — эмиттер V32 — база V32 — R31 — R28 — шинка «минус» 12 В. Транзистор V32 открывается, что приводит к срабатыванию реле частоты.
Таким образом, для срабатывания реле частоты необходимо, чтобы закрылся транзистор V28 на время, большее уставки реле по времени срабатывания.
Состояние V28 определяется состоянием V27. Если V27 длительно открыт, то диод V13 открыт, а диод V14 закрыт. При этом база транзистора V 28 оказывается положительнее его эмиттера (подключенного к средней точке делителя R22 — R23 с потенциалом около — 6 В) и транзистор V28 типа п-р-п открыт.
Если V27 длительно закрыт, то диод V13 также закрыт, а V14 открыт. База транзистора V28, подключенная к делителю R17 — V14 R18, отрицательнее его эмиттера и транзистор V 28 закрыт.
При кратковременном открытии один раз в период транзистора V27 открываются также раз в период транзисторы V28, V29. Поскольку V29 шунтирует конденсаторы 6С — 8С, последние разряжаются каждый период и транзистор V 30 не закрывается, т.е. реле не срабатывает. Как показано выше, транзистор V27 длительно закрывается при снижении частоты в сети до частоты уставки реле. Именно в этот момент происходит закрытие входного транзистора V28, что приводит к срабатыванию реле частоты.
Таким образом, для срабатывания реле частоты необходимо, чтобы закрылся транзистор V28 на время, большее времени заряда конденсаторов 6С — 8С, т.е. больше уставки реле по времени срабатывания.
Для подачи напряжения постоянного оперативного тока на полупроводниковую часть схемы и на выходное реле К используется блок питания, состоящий из двух стабилитронов V22, V23, фильтра 4 L — С5, С6 и резисторов R33, R34 и 3R, 4R, 5R, 6R.
Фильтр 4L — С5, С6 предназначен для сглаживания напряжения на выводах 1 и 3 при питании реле от переменного оперативного тока (через вспомогательное устройство ВУ-3). Кроме того, фильтр исключает возможность неправильного срабатывания реле при подаче и снятии переменного оперативного тока.
Стабилитрон V23 создает уровень напряжения +6 В относительно нулевой шинки. От стабилитрона V22 подается напряжение 22 В на выходное реле К, а через резисторы R33, R34 подается напряжение на шинку «минус» 12 В. Резисторы 3R, 4R, 5R, 6R являются ограничивающими и используются при питании реле от постоянного оперативного тока. При напряжении 220 В используются резисторы 3 R , 4 R , 5 R , 6 R при напряжении 110 В — только резисторы 5R, 6R.
В схеме реле предусмотрено блокирование, запрещающее срабатывание реле при снижении переменного напряжения на выводах 7 и 8 до 20 В и ниже. В этом случае снимается положительный потенциал с отрицательного вывода диода V10. Диод открывается и под действием тока, протекающего через него, остается длительно открытым выходной транзистор V27 фазочувствительной схемы. Реле частоты поэтому сработать не может.
Предусмотрена возможность введения в схему замедления на срабатывание реле (РЧ-1) до 0,3 — 0,5 с (собственное время срабатывания реле 0,15 с). Замедление обеспечивается включением между первым и вторым каскадами усилителя конденсаторов большой емкости, которые начинают заряжаться после срабатывания первого каскада усилителя. Второй каскад срабатывает после их зарядки.
Для проверки работоспособности схемы реле предусмотрена кнопка S , шунтирующая дроссель 1L измерительной цепи срабатывания. При нажатии на кнопку сопротивление цепи становится активноемкостным, ток в цепи опережает напряжение входа. Это соответствует снижению частоты в сети, и реле должно сработать.
Схема реле РЧ-2 в основном аналогична схеме реле понижения частоты. Отличие состоит в фазочувствительной схеме (см. рис. 5.2). Последнее вызвано тем, что схема работает на задних фронтах импульсов. В связи с этим конденсатор С2 перенесен в цепь коллектора транзистора V24, а база транзистора V26 включена на делитель, образованный резисторами R13 и R35. В реле отсутствуют уставки по времени срабатывания, поэтому вместо трех емкостей установлена одна 6С, а, кроме того отличаются обмоточные данные дросселей 1L и 2 L . В остальном реле идентичны.
2. Вспомогательное устройство ВУ-3
Вспомогательное устройство ВУ-3 предназначено для питания реле РЧ-1, РЧ-2 от цепей напряжения переменного тока и обеспечивает нормальную работу реле при глубоких посадках напряжения. Устройство состоит (рис. П1.3) из трансформатора напряжения Т, первичная обмотка которого имеет ряд отводов для включения на различное напряжение переменного тока 100, 127, 220 В. Вторичная обмотка трансформатора через конденсатор С и дроссель L подключена к выпрямителю. Полное сопротивление дросселя и емкостное сопротивление конденсатора представляют собой балластное сопротивление, которое меняется в зависимости от режима работы. Параметры дросселя и конденсатора выбраны так, чтобы при минимальном значении напряжения (35 ¸ 40 В) и частоте 47,5 Гц соблюдалось условие XL = Х c . В этом случае значение сопротивления балластного резистора будет минимальным и равным активному сопротивлению дросселя. С ростом напряжения в связи с насыщением стали сердечника дросселя условия резонанса нарушаются, балластное сопротивление растет, приобретая емкостный характер.
При подключении ВУ-3 к реле выводы 1 и 3 ВУ-3 подключаются соответственно к выводам 1 и 3 реле.
Рис. П1.3. Принципиальная схема вспомогательного устройства ВУ-3
Приложение 2
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РЕЛЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
Номинальное напряжение переменного тока, В. 100
Номинальная частота, Гц. 50
постоянного оперативного ток. 110; 220
переменного оперативного тока. 100; 127; 220
Диапазон уставок на срабатывание, Гц:
Диапазон уставок на возврат, Гц:
Уставки по времени срабатывания, с:
Время возврата, с. Не более 0,15
Разность между частотой срабатывания и возврата реле при использовании
одной измерительной цепи, Гц. Не более 0,05
Изменение частоты срабатывания при изменении напряжения оперативного тока
от 0,8 до 1,1 Uном и изменении переменного напряжения, Гц:
Для РЧ-1 от 0,4 до 1,3Uном. Не более 0,2
от 0,2 до 1,3 U ном. Не более 0,3
Для РЧ-2 от 0,6 до 1,5Uном. Не более 0,2
от 0,45 до 1,5 U ном. Не более 0,3
от 0,2 до 1,5 U ном. Не более 0,4
Примечани е. Частота срабатывания реле РЧ-1 с уменьшением напряжения контролируемой сети увеличивается Частота срабатывания реле РЧ-2 с уменьшением напряжения контролируемой сети уменьшается.
Изменение частоты срабатывания, при изменении температуры окружающей среды, Гц:
от -20 до +40 °С. Не более 0,25
от -40 до +40 °С. Не более 0,35
от +20 до +40 °С. Не более 0,1
Потребляемая мощность реле и устройств при номинальных напряжениях:
измерительной цепью, В × А. Не более 5
вспомогательной цепью при оперативном постоянном токе, Вт. Не более 20
цепью переменного тока устройства, питающего вспомогательные
и измерительные цепи реле, В × А. Не более 15
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока
с индуктивной нагрузкой, Вт. 60
Ток, при котором гарантируется разрывная мощность, А. До 2
Масса реле, кг. Не более 5,8
Габаритные размеры, мм. 210 ´ 179 ´ 218
2. Вспомогательное устройство ВУ-3
Номинальное напряжение переменного тока В. 100; 127; 220
Напряжение выпрямленного тока при номинальном напряжении
переменного тока, В. 100 ± 4
Диапазон напряжений, в котором обеспечивается нормальная работа реле 0,4 ¸ 1,3Uном
Потребляемая мощность в цепи переменного тока при номинальном напряжении
переменного тока и включенном реле частоты, В × А. Не более 15
Масса вспомогательного устройства, кг. Не более 2,8
Габаритные размеры, мм. 135 ´ 185 ´ 146
Приложение 3
ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕМЕНТОВ, ВХОДЯЩИХ В СХЕМУ РЕЛЕ РЧ-1, РЧ-2 И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ВУ-3
Все обозначения даны в соответствии с принципиальными схемами рис. 5.1 и 5.2. Схема расположения элементов, входящих в реле, дана на рис. 4.1.
Элементы, установленные на печатной плате
R 1, R19, R21,
Источник
Adblock
detector
МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР
ГЛАВНОЕ
ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ
ОБЪЕДИНЕНИЕ
ПО НАЛАДКЕ, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ
«СОЮЗТЕХЭНЕРГО»
МЕТОДИКА НАЛАДКИ
И ПРОВЕРКИ РЕЛЕ ЧАСТОТЫ
РЧ-1, РЧ-2
МТ 34-70-003-82
Москва 1983
РАЗРАБОТАНО
Производственным объединением по наладке, совершенствованию технологии и
эксплуатации электростанций и сетей «Союзтехэнерго».
ИСПОЛНИТЕЛЬ
Е.Л. Саратовская.
УТВЕРЖДЕНО Производственным
объединением по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации
электростанций и сетей «Союзтехэнерго».
Заместитель
главного инженера А.Д. Герр.
СОДЕРЖАНИЕ
|
МЕТОДИКА НАЛАДКИ И ПРОВЕРКИ |
МТ-34-70-003-82 |
Срок действия установлен
с 01.06.83 г.
до 01.06.88 г.
Методика составлена с учетом документов завода-изготовителя,
а также обобщения опыта проверки и эксплуатации реле РЧ-1, РЧ-2 в
энергосистемах.
Кроме того, в данной Методике учтены все изменения в
конструкции, устройстве и схеме реле, внесенные заводом-изготовителем.
В Методике изложены методы проверки реле при новом
включении, приведены периодичность и объем технического обслуживания в процессе
эксплуатации.
В приложениях 1 — 5 дается описание работы реле
и вспомогательного устройства, приведены технические данные и протокол проверки
реле и вспомогательного устройства.
Методика предназначена для персонала наладочных организаций,
служб релейной защиты и автоматики.
Полупроводниковые реле частоты серии РЧ (РЧ-1, РЧ-2),
выпускаемые Чебоксарским электроаппаратным заводом с 1970 г., применяются в
устройствах релейной защиты и противоаварийной автоматики в качестве органа,
реагирующего на изменение частоты переменного тока.
Реле частоты серии РЧ используются в качестве пусковых реле
автоматов частотной разгрузки (АЧР) при снижении частоты ниже допустимого
значения, а также в делительных устройствах, защитах от разгона генераторов, в
схемах самосинхронизации.
В настоящее время заводом-изготовителем выпускаются реле
частоты, питающиеся как от постоянного, так и переменного оперативного тока.
Питание реле от переменного оперативного тока осуществляется через устройство
ВУ-3.
Реле предназначено для работы в вертикальном положении, при
температуре окружающей среды от минус 40 до плюс 40 °С,
во взрывобезопасной среде, без попадания в него воды, масла, эмульсии.
Методика составлена с учетом следующих документов:
— Методических указаний по
проверке промежуточных, указательных реле и реле импульсной сигнализации (М.:
СПО Союзтехэнерго, 1981);
— Общей инструкции по проверке
устройств релейной защиты, электроавтоматики и вторичных цепей (М.: Энергия,
1975);
— Правил технического
обслуживания устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного
управления и сигнализации электростанций и линий электропередачи 35 — 330 кВ
(М.: СПО Союзтехэнерго, 1979);
— Правил технического
обслуживания устройств релейной защиты и электроавтоматики электрических сетей
0,4 — 20 кВ (М.: СПО Союзтехэнерго, 1979);
— Сборника директивных материалов
по эксплуатации энергосистем (электротехническая часть). Раздел
третий. Системные вопросы и электроснабжение, п. 3.3. (М.: СПО
Союзтехэнерго, 1978).
2. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕРКЕ И НАЛАДКЕ РЕЛЕ
При проверке и наладке реле необходимо выполнять требования
«Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок» (М.: Энергия,
1980) и «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей», гл. VII (М.:
Энергия, 1977).
3. СРЕДСТВА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ПРОВЕРКЕ И НАЛАДКЕ
РЕЛЕ
Для проверки реле необходимо иметь следующие приборы:
— генератор технической частоты
(ГТЧ). В качестве ГТЧ могут быть использованы генераторы ГТЧ-1, ГПЧ-68 или
любой другой генератор, удовлетворяющий следующим требованиям: форма кривой
напряжения на выходе генератора не должна иметь искажений, превышающих 5 %
амплитуды основной синусоиды (искажения до 5 % незаметны для глаза), мощность
нагрузки, подключаемой к ГТЧ, не должна превышать его номинальную выходную
мощность (40 В × А для ГПЧ-68; 100 В × А для ГТЧ-1);
— частотомер. Для проверки реле
частоты рекомендуется использовать цифровые частотомеры (например Ф-205, Ф-246
или другие частотомеры класса точности 0,2 или 0,5) с диапазоном измерения
частот 45 — 55 Гц;
— мегаомметр на 1000 В;
— электрический секундомер;
— вольтметр переменного тока со
шкалой на 150 В;
— универсальный прибор для
измерений при проверке блока питания, полупроводниковой части схемы (тестер);
— рубильники, провода для сборки
схемы, пинцет, отвертки, гаечные ключи, надфиль.
Приборы, которыми производится настройка, должны иметь
клеймо поверки.
4. КОНСТРУКТИВНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ РЕЛЕ
Конструктивно все элементы реле размещены на основании корпуса,
съемной и откидной платах, лицевой панели. Реле закрывается крышкой.
Откидная плата связана с корпусом жгутом гибких проводов;
съемная плата — разъемом с двумя рядами по восемь гнезд. Связь с внешними
цепями осуществляется через два четырехлистных ряда выводов, позволяющих
выполнить переднее или заднее присоединение.
На основании корпуса (рис. 4.1) расположены: входной
трансформатор Т, дроссель фильтра 3L, конденсаторы С1, С7,
реле К, переключающая колодка с контактными
выводами.
Токоограничивающие резисторы блока питания 3R, 4R, 5R, 6R,
вынесены на заднюю стенку основания реле в целях снижения температуры внутри
кожуха реле.
На откидной плате (см. рис. 4.1) расположены элементы
измерительных цепей срабатывания и возврата реле: дроссели 1L, 2L и
конденсаторы 2С — 5С, 6С, 8С, создающие выдержку
времени реле на срабатывание. На задней стенке откидной платы установлен
дроссель 4L.
Откидная плата крепится к основанию реле с помощью двух винтов.
На откидной плате установлена лицевая панель реле частоты.
На лицевой панели размещены гнезда, к которым
подсоединены отводы обмоток дросселей 1L, 2L, обеспечивающие ступенчатое
изменение уставок срабатывания и возврата реле; резисторы 1R и 2R
плавного регулирования уставок; перемычки для установки нужной уставки по
времени срабатывания реле (для РЧ-1) и кнопка S для опробования
логической схемы.
Рис. 4.1.
Схема расположения элементов реле частоты:
1 — основание корпуса; 2 —
откидная плата; 3 — лицевая панель РЧ-1; 4 — лицевая панель РЧ-2
Остальные элементы схемы реле частоты, в том числе все
диоды, транзисторы и большинство резисторов, смонтированы
на съемной плате с печатным монтажом. К откидной плате съемная плата крепится
двумя стопорными винтами, проходящими через середину откидной платы.
Все элементы реле снабжены маркировкой и поясняющими
надписями, показано положение перемычек, что соответствует обозначениям элементов
в заводской документации и в данной Методике.
Принцип действия реле и вспомогательного устройства описан в
приложении 1.
В приложении 2 приведены технические данные реле и
вспомогательного устройства, в приложении 3 — основные данные
элементов, входящих в схему реле и вспомогательного устройства.
5. МЕТОДИКА ПРОВЕРКИ РЕЛЕ ПРИ НОВОМ ВКЛЮЧЕНИИ
5.1. Внешний осмотр и механическая ревизия
Перед проверкой и настройкой реле необходимо:
— провести тщательный внешний
осмотр в целях выявления дефектов и повреждений отдельных элементов и
внутреннего монтажа, которые могут появиться при транспортировании;
— проверить механическую
надежность паек с помощью пинцета;
— проверить исправность разъема
печатной платы, надежность фиксации разъема;
— проверить затяжку всех
резьбовых соединений, надежность крепления всех деталей. Проверить также
затяжку винтов на магнитопроводах трансформатора Т и дросселей 1L — 4L и закрепление магнитных шунтов
дросселей 1L и 2L (поскольку сердечник
трансформатора и дросселей стягивается винтами небольшого диаметра,
значительных усилий при проверке их затяжки прилагать не следует);
— зафиксировать обмотки дросселей
1L и 2L на магнитопроводе,
поскольку изменение положения этих обмоток может вызвать уход уставки реле на
0,2 — 0,3 Гц;
— проверить резисторы плавного
регулирования уставки реле 1R,
2R. При этом
необходимо убедиться в легкости хода, отсутствии затираний и надежности
фиксации резисторов;
— провести внешний осмотр и
проверить механическое состояние выходного реле: отсутствие трения в подвижных
частях, а также перекосов и заклинивания якоря на протяжении всего хода
подвижной системы. Контактирование должно осуществляться как можно ближе к центру контакта. При
отпущенном якоре воздушные зазоры должны быть: между якорем и плоскостью
заднего керна сердечника не более 0,05 мм, регулирование производится
перемещением сердечника (вверх или вниз) при отпущенных винтах, крепящих его к
скобе; между якорем и плоскостью немагнитной пластинки на керне сердечника —
около 1 мм. При отпущенном якоре торец винта должен касаться верхней плоскости
якоря; зазор между подвижными и неподвижными контактами при отпущенном якоре
должен быть не менее 1 мм. Регулирование производить подгибанием упорной
пластинки и пластинки неподвижного контакта в месте их закрепления в
изоляционных колодках; зазор между пластинкой подвижного контакта и рамкой
толкателя при отпущенном якоре должен быть около 0,2 — 0,3 мм. Провал контактов
— 0,2 — 0,3 мм;
— проверить состояние съемной
печатной платы.
При этом обращается особое внимание на отсутствие отслоений
контактных дорожек, трещин на контактных дорожках, каких-либо посторонних перемычек
— (олово, канифоль, винты, гайки и т.д.) между соседними дорожками или между
дорожками и корпусом устройств или корпусами радиоэлементов, отсутствие
металлизированных обрамлений печатной платы.
Паяная поверхность должна быть без воронок, загрязнений, без
видимых инородных вкраплений. Припой должен заливать место соединения со всех
сторон, заполняя щели и зазоры между проводами и контактами. Надежность пайки
проверяется путем подергивания пинцетом элементов печатной платы реле.
Исправность и правильность установки радиоэлементов
проверяется по их внешнему виду, отсутствию подгаров, наличию зазоров между
элементами, правильности крепления элементов (посадка на клей, крепеж гайками
или винтами и т.д.).
В случае обнаружения каких-либо неисправностей или дефектов
на печатной плате необходимо устранять их только в условиях лаборатории.
Проведение перепайки без снятия с панели недопустимо.
При исправлении пайки или замене элементов необходимо строго
соблюдать меры предосторожности: не перегревать место пайки на печатной плате,
так как это может привести не только к порче элемента, но и к большим наплывам
припоя, замыканию между контактными дорожками, отслоению дорожек. Пайка и
крепление элементов должны производиться в соответствии с правилами пайки и
монтажа печатных плат и радиоэлементов.
5.2.
Проверка сопротивления изоляции
5.2.1. Предварительная проверка
сопротивления изоляции реле
Перед подачей напряжения на реле
необходимо:
— снять плату с
полупроводниковыми элементами;
— соединить между собой выводы реле
1, 3, 2, 4 (соответственно «плюс» и «минус» постоянного оперативного тока и
выходные контакты);
— соединить между собой выводы 5,
6 и переключатель уставок цепи возврата;
— зашунтировать непосредственно
на выводах конденсаторы 4С и 5С (измерительную цепь
срабатывания);
— зашунтировать непосредственно
на выводах конденсаторы 6С — 8С (элемент выдержки времени);
— «заклинить» реле К в положении срабатывания.
Проверить сопротивление изоляции
на корпус реле:
— цепей переменного напряжения (вывод
7 — корпус);
— цепей постоянного оперативного
тока (вывод 1 — корпус);
— вторичных цепей напряжения
(переключатель уставок — корпус);
— конденсаторов 6С — 8С
(выводы конденсаторов — корпус).
Проверить сопротивление изоляции между:
— цепями переменного напряжения и
цепями постоянного оперативного тока (вывод 7 — вывод 1 реле);
— цепями переменного напряжения и
вторичной обмоткой выходного трансформатора Т (вывод 7 — переключатель
уставок).
Измерение сопротивления изоляции производится мегаомметром
на 1000 В и должно быть не менее 10 МОм.
5.2.2. Окончательная проверка
сопротивления изоляции реле.
При окончательной проверке
сопротивления изоляции необходимо:
— установить плату с
полупроводниковыми элементами на место.
При установленных
полупроводниковых элементах КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ проверять сопротивление изоляции между выводами
реле по принципу «каждый с каждым», а также между переключателями уставок и
цепями оперативного тока (выводами 5, 6 реле и цепями оперативного тока).
Проверить сопротивление изоляции цепей переменного
напряжения (вывод 7) и цепей постоянного оперативного тока (вывод 1) на корпус
и между собой. Измерение сопротивления изоляции производится
мегаомметром на 1000 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее 10 МОм;
— снять временные перемычки с
конденсаторов 4С, 5С, 6С — 8С;
— установить откидную плату в
рабочее положение;
— закрыть реле кожухом. Проверить
электрическую прочность изоляции на корпус переменным напряжением 1000 В в течение 1 мин. Проверка производится в соответствии с
указаниями «Общей инструкции по проверке устройств релейной защиты,
электроавтоматики и
вторичных цепей» (М.: Энергия, 1975);
— снять временную перемычку между
контактами выходного реле (выводы 2 и 4) и цепями оперативного тока. Проверить
сопротивление изоляции между контактами реле и цепями оперативного тока
мегаомметром на 1000 В;
— снять все временные перемычки.
5.2.3. Проверка сопротивления
изоляции ВУ-3.
Для этого необходимо:
— соединить между собой зажимы 1
и 3 устройства;
— зашунтировать непосредственно
на выводах конденсатор С.
Проверить сопротивление изоляции
выводов 1, 3 и вывода 2 относительно корпуса и между собой. Измерение
сопротивления изоляции производится мегаомметром на 1000 В
и должно быть не менее 50 МОм.
5.3. Проверка
выходного реле
При проверке выходного реле необходимо снять плату с
полупроводниковыми элементами, «плюс» подать на вывод 4а, «минус» — на вывод
4в, разъема.
Напряжение срабатывания выходного реле должно быть 12,5 — 14
В. Напряжение возврата — не менее 1,5 В.
При необходимости регулирование реле производится в
соответствии с рекомендациями «Методических указаний по проверке промежуточных,
указательных реле и реле импульсной сигнализации».
5.4.
Снятие электрических характеристик реле и ВУ-3
5.4.1. Проверка цепей питания
При проверке цепей питания плату с полупроводниковыми
элементами установить на место.
При питании реле от постоянного оперативного тока (без ВУ-3)
напряжением 220 В соединить выводы 9 и 10
переключающей колодки перемычками.
При питании реле от постоянного оперативного тока (без ВУ-3)
напряжением 110 В соединить выводы 10 и 11
переключающей колодки перемычками.
Перемычки расположены на переключающей колодке,
установленной на основании внутри реле.
Подать на выводы 1 и 3 реле постоянное напряжение. При
значениях напряжений на выводах 1 и 3 реле, равных 0,8Uном, Uном, 1,1Uном, измерить напряжение в
нескольких точках схемы реле, указанных в табл. 5.1. Значения измеренных напряжений
должны соответствовать приведенным в табл. 5.1.
Таблица 5.1
|
Обозначение |
Расположение точки |
Напряжение в точке схемы относительно нулевой шинки, B |
|
1 |
«Плюс» |
4,8 — 6,4 |
|
4а |
Правый вывод обмотки реле К, |
18,7 — 24,3 |
|
4в |
Левый вывод обмотки реле К, |
18,7 — 24,3 |
|
Минус 12 В* |
Точка «минус» 12 В на печатной |
11,5 — 12,5 |
|
* Требуемое значение устанавливается подбором R33. |
При питании реле от переменного
оперативного тока через вспомогательное устройство ВУ-3 блок питания реле
оперативным током следует проверять совместно с ВУ-3. При этом соединить выводы
10, 11, 12 переключающей колодки перемычками. Измерить напряжение в тех же
точках схемы, что и без ВУ-3, при подаче переменного напряжения на выводы 1 и 3
ВУ-3, равного 0,4Uном, Uном, 1,3Uном. Напряжения в указанных точках
должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 5.1.
В дальнейшем при питании реле от переменного оперативного
тока все проверки производить совместно с ВУ-3.
Рис. 5.1.
Принципиальная схема реле РЧ-1
Рис. 5.2.
Принципиальная схема реле РЧ-2
Все напряжения измеряются
относительно нулевой шинки в точке 8в разъема. Измерения производятся
вольтметром с внутренним сопротивлением на используемом пределе не менее 50
кОм. При измерении напряжения в точке 1 «плюс» прибора подключить к точке 1. Во
всех остальных случаях «плюс» прибора подключается к
нулевой шинке.
При значительных отклонениях измеренных напряжений от
нормальных проверить исправность резисторов 3R, 4R, 5R, 6R, R33, R34, стабилитронов V22, V23,
конденсаторов С5, С6.
5.4.2. Проверь исправности цепей
переменного напряжения. Подключить необходимые отпайки ступенчатого изменения уставок дросселей измерительных цепей срабатывания
и возврата реле. Цифры, указанные у отпаек,
ориентировочно соответствуют частоте срабатывания (возврата) реле при крайнем
левом положении движка резисторов плавного регулирования 1R
(2R) повернутого до отказа против часовой стрелки. Перевод
движка резистора плавного регулирования в крайнее правое положение (до отказа
по часовой стрелке) приводит к повышению частоты срабатывания (возврата) реле
примерно на 1 Гц, т.е., если для реле РЧ-1 задана уставка 47,6 Гц, следует
подключить отпайку 47. Аналогично для реле РЧ-2.
Подать на выводы 7 и 8 реле переменное напряжение Uном
частотой 50 Гц.
Измерить напряжения в точках схемы, указанных в табл. 5.2,
относительно нулевой шинки (к нулевой шинке
подсоединяются в точке 8в разъема).
Таблица 5.2
|
Обозначение |
Расположение точки |
Напряжение в точке схемы относительно нулевой шинки, В |
|
7а |
Вывод измерительной цепи возврата, точка 7а разъема |
38,0 |
|
8а |
Вывод вторичной обмотки входного трансформатора Т, |
41,0 |
|
7в |
Вывод вторичной обмотки входного трансформатора, точка 7в |
37,5 |
|
5а |
Движки резисторов плавного регулирования 1R и 2R, точка 5а |
66,0 |
|
«Минус» |
Переключатель уставок реле в измерительной цепи возврата |
110,0 |
|
6а |
Выход измерительной цепи срабатывания, точка 6а разъема |
36,0 |
|
«Минус» |
Переключатель уставок реле в измерительной цепи |
110,0 |
Напряжение измеряется
вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 1 кОм/В. Значения напряжений должны
соответствовать значениям, приведенным в табл. 5.2 (допустимые отклонения ± 20
%).
При значительных отклонениях измеренных напряжений от нормы
необходимо проверить: трансформатор Т, дроссели 1L, 2L, 3L,
конденсаторы 2С — 5С, диоды V1, V2, резисторы R1 — R5 (см.
приложение 4).
5.4.3. Проверка работоспособности
полупроводниковой части схемы.
Подать на выводы 7 и 8 реле номинальное переменное
напряжение частотой 50 Гц, а на выводы 1 и 3 номинальное напряжение
оперативного тока.
Нажать на кнопку S, выходное реле должно
сработать.
Измерить напряжение на обмотке выходного реле (оно должно
быть в пределах 19 ¸ 25 В).
Если выходное реле не сработало или напряжение на обмотке
реле ниже указанного, проверить схему реле, руководствуясь описанием работы
схемы и рекомендациями по проверке отдельных элементов реле (см. приложение 4).
5.4.4. Настройка уставок реле на
частоту срабатывания.
Схемы проверки времени срабатывания реле частоты приведены
на рис. 5.3.
Частота срабатывания реле зависит от полярности подключения ГТЧ
к выводам 7 — 8 реле. Это обусловлено наличием второй гармонической
составляющей на выходе ГТЧ, на которую реагируют РЧ-1, РЧ-2 по своему принципу
действия, что приводит к неточной настройке реле.
Рис. 5.3.
Схемы проверки времени срабатывания реле частоты:
а
—
при питании от источника переменного оперативного тока; б — при питании
от источника постоянного оперативного тока напряжением 110 В;
в — при питании от источника постоянного оперативного тока напряжением
220 В.
Поэтому перед настройкой уставок необходимо осуществить
контроль формы кривой напряжения на выходе ГТЧ с помощью осциллографа
(искажения основной синусоиды до 5 % незаметны для глаза) или анализатора
несинусоидальности при собранной схеме проверки частоты срабатывания. После
проверки формы кривой напряжения осциллограф или анализатор несинусоидальности
отключить.
Далее подключить необходимую отпайку дросселя 1L
измерительной цепи срабатывания. Движок резистора плавного регулирования
вывести в крайнее левое положение.
Перемычки выдержки времени поставить в положение,
соответствующее времени срабатывании 0,15 с.
Прогреть реле частоты и ГТЧ. На выводы 7 и 8 реле подать
переменное напряжение 100 В, а на выводы 1 и 3 —
напряжение постоянного тока. Реле частоты прогревается в течение 1 ч при
закрытой крышке. Генератор технической частоты прогреть в течение времени,
указанного в заводской инструкции.
Параллельно реле частоты подключить частотомер. При
настройке реле на частотомере поддерживать номинальное напряжение. Напряжение
на частотомер подавать на тот предел, на котором будет производиться настройка
реле (100 В). Показания частотомера сверяются с показаниями диспетчерского
частотомера, разность показаний не должна превышать погрешности частотомера.
Отключить измерительную цепь возврата (выводы 5 и 6
разомкнуты).
С помощью ГТЧ устанавливается частота переменного напряжения
на выводах 7 и 8 реле, равная заданной уставке. Потенциометром плавного
регулирования частоты срабатывания путем поворота по часовой стрелке добиться
срабатывания реле и отметить показания частотомера, подключенного к реле (fср.прям).
Поменять полярность питания реле частоты и потенциометром плавного
регулирования частоты срабатывания путем поворота по часовой стрелке, добиться
срабатывания реле и отметить показания частотомера, подключенного к реле (fср.обрат).
Уставка срабатывания реле определяется fср
как среднее арифметическое измеренных значений частоты срабатывания при пря/мом
и обратном подключении проводов к ГТЧ:
Число измерений частоты срабатывания — не менее пяти при
прямом и обратном подключении проводов к ГТЧ, при необходимости произвести
подрегулирование резистором 1R.
Одновременно проверяется по цепи срабатывания частота
возврата реле (она должна превышать частоту срабатывания не более чем на 0,1
Гц).
После окончания настройки реле положение движка резистора 1R
зафиксировать стопорной гайкой и еще раз проверить частоту срабатывания реле.
Настройку реле на частоту возврата для пуска АПВ после АЧР
производить при замкнутых между собой выводах 5 и 6 реле. Движок резистора
плавного регулирования 2R предварительно установить в крайнее правое
положение и затем повернуть против часовой стрелки до возврата реле.
Во всем остальном настройка реле на частоту возврата производится
так же, как настройка на частоту срабатывания.
Уставка определяется как среднее арифметическое измеренных
значений частоты при прямом и обратном подключении проводов к ГТЧ
Число измерений при прямом и обратном подключении проводов к
ГТЧ — не менее 5.
5.4.5. Снятие зависимости частоты
срабатывания и возврата реле при изменении переменного напряжения и напряжения
оперативного тока.
Зависимость частоты срабатывания и возврата реле снимается
при изменении переменного напряжения в пределах от 20 до 130
В для РЧ-1 и от 20 до 150 В для РЧ-2 при номинальном напряжении
постоянного тока или при номинальном напряжении переменного оперативного тока
(при питании через ВУ-3). На ГТЧ
устанавливается требуемое напряжение выхода и при плавном изменении частоты
определяется уставка на ГТЧ при срабатывании реле, после чего без изменения
уставки на ГТЧ устанавливается напряжение выхода 100 В
и измеряется частота частотомером. Измерение частотомером при напряжениях,
отличных от номинального, не допускается из-за погрешности частотомера.
Характеристики снимаются повторно при пониженном (0,8Uном) и повышенном (1,1Uном) напряжении постоянного тока и
при 0,4Uном
и 1,3Uном
при питании реле от ВУ-3.
5.4.6. Проверка поведения реле
при подаче и снятии переменного напряжения.
Подать на выводы 7 и 8 реле переменное напряжение 100 В, частота которого на 0,1 — 0,15 Гц выше уставки
срабатывания. Снятие переменного напряжения производится размыканием и
закорачиванием цепей напряжения на входе реле (по несколько раз каждым
способом).
Во избежание повреждения ГТЧ замыкание цепей следует
производить кратковременно, последовательно с реле включить резистор
сопротивлением 1 — 1,5 кОм. При подаче и снятии переменного напряжения реле не
должно срабатывать.
5.4.7. Проверка поведения реле
при подаче и снятии напряжения оперативного тока.
Проверка поведения реле осуществляется при подведенном на
выводы 7 и 8 реле переменном напряжении 100 В, частота
которого на 0,1 — 0,15 Гц выше уставки срабатывания.
Несколько раз подается и снимается напряжение оперативного
тока. Реле при этом не должно срабатывать.
5.4.8. Проверка поведения реле
при подаче и снятии одновременно переменного напряжения и напряжения
переменного оперативного тока (для реле с ВУ-3).
Переменное напряжение устанавливается равным 100 В с частотой на 0,1 — 0,15 Гц выше уставки срабатывания.
Напряжение переменного оперативного тока равно номинальному.
Подача переменного напряжения и напряжения оперативного тока
производится через один рубильник (переключатель).
Как при подаче, так и при снятии напряжения реле не должно
срабатывать.
5.4.9. Проверка времени
срабатывания реле.
Перемычки уставки выдержки времени для реле РЧ-1 ставятся в
положение, соответствующее времени срабатывания. На реле подать напряжение
оперативного тока.
Переменное напряжение 100 В,
частота которого на 0,3 — 0,5 Гц ниже частоты срабатывания, подать на выводы 7
и 8 реле с помощью рубильника, на один из полюсов этого рубильника завести цепь
пуска секундомера с тем, чтобы он пускался при подаче напряжения на реле.
Вместо рубильника можно использовать промежуточное реле или ключ. Останов
секундомера осуществляется непосредственно контактом реле частоты.
Измерения производить не менее пяти раз.
Время срабатывания реле РЧ-1 должно быть: на 1-й уставке —
не более 0,15 с; на 2-й — в пределах 0,3 ¸
0,08 с; на 3-й — 0,5 ¸ 0,1 с.
При проверке времени срабатывания реле РЧ-2 к конденсаторам С4 и С5 на время проверки подключить через ключ
дополнительный конденсатор (Cдоп = 2200 — 3000 пФ), имитирующий
изменение частоты срабатывания реле на 0,3 Гц (рис. 5.4). При разомкнутом ключе
подать на реле напряжение частотой на 0,3 — 0,5 Гц ниже частоты срабатывания
реле. После этого ключом подключить Cдоп. Время с момента замыкания
ключа до момента срабатывания реле является временем срабатывания реле (оно
должно быть не более 0,1 с).
5.4.10. Проверка мощности потребления реле.
Включить в цепь переменного напряжения реле амперметр.
Подать на выводы 7 и 8 реле номинальное напряжение переменного тока и
определить потреблении мощности измерительной цепью.
Рис. 5.4.
Схема проверки времени срабатывания реле РЧ-2
Аналогично, включив амперметр в цепь постоянного
оперативного тока при номинальном напряжении питания, определить потребление
мощности этой цепью.
При питании реле переменным оперативным током потребление
мощности реле определять с учетом потребления устройством ВУ-3.
5.4.11. Окончательная проверка
реле.
Проверить положение перемычек, переключателей уставок,
надежность крепления печатной платы. Реле закрыть кожухом и опломбировать.
6. ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ И ОБЪЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО
ОБСЛУЖИВАНИЯ РЕЛЕ
Периодичность проведения технического обслуживания реле
РЧ-1, РЧ-2 в зависимости от их размещения приведена в
табл. 6.1.
Таблица 6.1
|
Место |
Количество лет эксплуатации |
|||||||||||||||||
|
Цикл технического |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
|
Подстанции 35 — 330 кВ |
||||||||||||||||||
|
В помещениях щитов управления, релейных щитов и т.п. |
6 |
Н |
К1 |
— |
ЧВ, К |
— |
— |
В |
— |
— |
ЧВ, К |
— |
— |
В |
— |
— |
ЧВ, К |
— |
|
В шкафах наружной установки |
6 |
Н |
К1 |
— |
ЧВ, К |
— |
— |
В |
— |
— |
ЧВ, К |
— |
— |
В |
— |
— |
ЧВ, К |
— |
|
Электростанции |
||||||||||||||||||
|
В помещениях: I категории (ГЩУ, БЩУ, релейные щиты) |
8 |
Н |
К1 |
— |
— |
ЧВ, К |
— |
— |
— |
В |
— |
— |
— |
ЧВ, К |
— |
— |
— |
8 |
|
II категории (КРУ 6 кВ, РУСН 0,4 кВ) |
6 |
Н |
К1 |
— |
ЧВ, К |
— |
— |
В |
— |
— |
ЧВ, К |
— |
— |
В |
— |
— |
ЧВ, К |
— |
|
Электрические сети 0,4 — 20 кВ |
||||||||||||||||||
|
В помещениях: |
||||||||||||||||||
|
I категории (каменные, бетонные и другие с температурой |
6 |
Н |
К1 |
К |
— |
— |
В |
— |
— |
К |
— |
— |
В |
— |
— |
К |
||
|
II категории (ячейки КРУН, комплектные трансформаторные |
6 |
Н |
К1 |
— |
К |
— |
В |
— |
К |
— |
К |
— |
В |
— |
К |
— |
||
|
Примечание. Условные обозначения: Н — |
Приложение
1
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ РЧ-1, РЧ-2 И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ВУ-3
1. Реле РЧ-1, РЧ-2
На рис. П1.1 показана
структурная, а на рис. 5.1, 5.2 принципиальные схемы реле
РЧ-I,
РЧ-2.
Напряжение сети Uc через разделительный
трансформатор Т и фильтр Ф (состоит из
дросселя 3L
и конденсатора 1С, устраняет влияние высших гармонических составляющих
на работу реле) подается на фазосдвигающую схему. Фазосдвигающая схема состоит
из двух частотно-зависимых измерительных цепей (срабатывания И1 и возврата И2) и делителя А.
Измерительная цепь через элемент И1
служит для задания уставки реле по частоте срабатывания, а через элемент И2
— по частоте возврата (через внешние контакты ЧАПВ).
В каждую измерительную цепь включены дроссель, два
конденсатора и резистор (в цепь срабатывания — 1L, 4С, 5С и R3;
в цепь возврата — 2L,
2С, 3С, R2). Индуктивность дросселя и емкость конденсаторов создают
резонансную цепь. В дросселях 1L и 2L имеются отпайки для ступенчатого изменения индуктивности
его цепей. Одна из секций в каждом дросселе зашунтирована соответственно
переменными резисторами 1R и 2R. Это позволяет плавно изменять индуктивность дросселя.
Кроме того, индуктивность дросселя может изменяться перемещением магнитных
шунтов, что осуществляется, как правило, при настройке реле на
заводе-изготовителе. Изменением индуктивности дросселя достигается изменение
резонансной частоты измерительной цепи и, следовательно, частоты срабатывания
реле.
Рис. П1.1. Структурная схема реле частоты
Активный делитель А,
состоящий из резисторов R4 и R5, служит для создания опорного напряжения U2,
относительно которого производится измерение углов сдвига фаз токов цепей И1
и И2, зависящих от частоты сети на входе реле.
Напряжение с выхода измерительной цепи И1
и делителя А подается на фазочувствительную
схему реле. Фазочувствительная схема включает в себя два формирователя
импульсов Ф1 и Ф2,
дифференцирующий Д и логический Л элементы.
Формирователи импульсов предназначены для выработки
прямоугольных импульсов Uф1, Uф2 с частотой питающей сети. Оба
формирователя выполнены одинаково. Первый формирователь Ф1 состоит из транзистора V24,
диодов V4, V5, V7, V9 и резисторов R7, R9, R11.
Второй формирователь Ф2 состоит из
транзистора V25, диодов V3, V6, V8 и резисторов R6,
R8,
R10.
Диоды V5 и V4 образуют вход первого формирователя Ф1. На диод V5 подается переменное
напряжение с измерительной цепи срабатывания, на диод V4 — с
измерительной цепи возврата (если замкнуты между собой выводы 5 и 6 реле). При отрицательной полуволне переменного напряжения, поданного на
входной диод, — он закрыт, при положительной — открыт. В последнем
случае потенциал точки Б1 (см. рис. 5.1)
положительнее, чем потенциал нулевой шинки. Состояние транзистора V24
определяется состоянием входных диодов V4 и V5.
Если оба входных диода закрыты, то транзистор V24
открыт под действием тока, протекающего по цепи: нулевая шинка — эмиттер V24
— V7 — R7
— шинка «минус» 12 В. Если один из входных диодов открыт и потенциал точки Б1 положительнее, чем потенциал базы V24, то диод V7
закрывается, отделяя базу V24 от шинки «минус» 12 В. При этом потенциал
базы V24 положительный и равен по значению падению напряжения на диоде V9.
Следовательно, транзистор V24 закрыт. Таким образом, при положительной
полуволне переменного напряжения измерительной цепи транзистор V24
закрыт (импульс Uф1),
при отрицательной — открыт (пауза — рис. П1.2).
Точно также при положительной полуволне U2, совпадающего
по фазе с напряжением питающей сети, транзистор V25 закрыт (импульс Uф2), при отрицательной — открыт
(пауза).
При поданном на реле переменном напряжении транзисторы V24
и V25 переключаются с частотой питающей сети. Моменты переключения (т.е.
угол сдвига импульсов один относительно другого) определяются углом сдвига
между напряжением на выходе измерительной цепи U1 и напряжением U2.
С помощью дифференцирующего элемента Д
из переднего фронта импульса Uф2 формируется короткий импульс Uд. Роль дифференцирующего
элемента выполняет конденсатор С2.
Рис. П1.2. Время — импульсные диаграммы реле частоты
Вместе с импульсом Uф1 с формирователя Ф1 импульс Uд подается на логический элемент Л
(роль которого выполняет транзистор V26), причем взаимное положение
импульсов Uф1
и Uд
во времени зависит от частоты. Транзистор V26, база которого подключена
к коллектору транзистора V24, открыт под действием тока, протекающего по
цепи: нулевая шинка — эмиттер V26 — база V26 — V10 — R14 —
шинка «минус» 12 В. Открытие транзистора V26 происходит в момент начала
положительной полуволны напряжения на выходе измерительной цепи U1. Таким образом, логический
элемент Л пропускает импульс Uд
только в случае отсутствия в это время на входе импульса Uф1.
Если частота fс превышает частоту
срабатывания реле fср, то в каждом полупериоде напряжения на
выходе элемента Л выдается импульс U1д. При fс
<
fср такой импульс отсутствует.
Далее с помощью расширителя
импульсов (РИ) импульс расширяется во времени. Одновременно РИ выполняет
функции инвертора и элемента выдержки времени для создания задержки на
срабатывание реле.
Расширитель импульсов работает следующим образом; V27 при
отсутствии на реле переменного напряжения длительно открыт под действием тока по
цепи: нулевая шинка — эмиттер V27 — база V27 — V10 — R14 — шинка «минус» 12 В. При
подведенном к реле переменном напряжении положительное смещение, подаваемое с
конденсатора С1, закрывает диод V10 и
ток по указанной выше цепи протекать не может. В этом случае транзистор V27
может кратковременно открываться под действием импульсов зарядного тока
конденсатора С2. Этот конденсатор дозаряжается
до напряжения 18 В при закрытии транзистора V25
(если V25
открыт, то конденсатор С2 заряжен до 6 В). Импульс зарядного тока
протекает по конденсатору С2 в момент закрытия
транзистора V25,
т.е. в момент начала положительной полуволны напряжения U2.
Однако транзистор V27 может открываться зарядным током конденсатора С2 только при закрытом транзисторе V26.
Открытый транзистор V26 шунтирует переход эмиттер-база V27,
запрещая этим открытие V27. Следовательно, при поданном на реле переменном
напряжении транзистор V27 может кратковременно (один раз в период) открываться
только в тех случаях, когда транзистор V26 открывается после протекания
зарядного тока конденсатора С2. Поскольку
транзистор V26
открывается в момент начала положительной полуволны напряжения U1, а зарядный ток конденсатора С2 протекает в момент начала положительной полуволны
напряжения U2,
транзистор V27
периодически открывается только в том случае, когда напряжение U1 отстает от напряжения U2, т.е. когда частота в сети выше
уставки реле (см. рис. П1.2). Если напряжение U1 совпадают по фазе с U2 или опережает его, транзистор V27
остается закрытым, что и является командой для срабатывания реле.
Далее сигнал подается на усилитель У,
предназначенный для фиксации, усиления и передачи на исполнительный орган (ИО)
команды на срабатывание, полученной от логического элемента. Кроме того, в
состав усилителя входят конденсаторы, создающие задержку на срабатывание реле.
Транзистор V29 открыт под действием тока по цепи: нулевая шинка —
эмиттер V29
— база V29
— R19
— переход коллектор — эмиттер V28 — R22 — шинка «минус» 12 В. При открытом транзисторе V29 диод
V17
открыт, а диод V18
закрыт. Поэтому база транзистора V30 заведомо положительнее его эмиттера, подключенного к
средней точке делителя R29 — R30. Следовательно, транзистор V30 типа п-р-п надежно открыт. Через
открытые транзисторы V30 и V28 открыты соответственно транзисторы V31 и V29. При
открытом транзисторе V31 база транзистора V32, который входит в
исполнительный орган реле, положительнее его эмиттера и транзистор V32
надежно закрыт.
При закрытии транзистора V28 прерывается путь для тока,
открывающего транзистор V29, и последний закрывается, что приводит к закрытию
транзистора V31
(так же, как и транзистор V29, закрывается при закрытии транзистора V28).
Закрытие транзистора V31 создает возможность для протекания тока, открывающего
входной транзистор V32
по цепи: нулевая шинка — эмиттер V32 — база V32 — R31 — R28 — шинка «минус» 12 В. Транзистор V32
открывается, что приводит к срабатыванию реле частоты.
Таким образом, для срабатывания реле частоты необходимо,
чтобы закрылся транзистор V28 на время, большее уставки реле по времени срабатывания.
Состояние V28 определяется состоянием V27. Если V27
длительно открыт, то диод V13 открыт, а диод V14 закрыт. При этом база
транзистора V28
оказывается положительнее его эмиттера (подключенного к средней точке делителя R22 — R23 с
потенциалом около — 6 В) и транзистор V28 типа п-р-п открыт.
Если V27 длительно закрыт, то диод V13 также закрыт, а V14
открыт. База транзистора V28, подключенная к делителю R17 — V14 R18, отрицательнее его эмиттера и
транзистор V28
закрыт.
При кратковременном открытии один раз в период транзистора V27
открываются также раз в период транзисторы V28, V29. Поскольку V29
шунтирует конденсаторы 6С — 8С, последние разряжаются каждый период
и транзистор V30
не закрывается, т.е. реле не срабатывает. Как показано выше, транзистор V27
длительно закрывается при снижении частоты в сети до частоты уставки реле.
Именно в этот момент происходит закрытие входного транзистора V28, что
приводит к срабатыванию реле частоты.
Таким образом, для срабатывания реле частоты необходимо,
чтобы закрылся транзистор V28 на время, большее времени заряда конденсаторов 6С
— 8С, т.е. больше уставки реле по времени срабатывания.
Для подачи напряжения постоянного оперативного тока на
полупроводниковую часть схемы и на выходное реле К
используется блок питания, состоящий из двух стабилитронов V22, V23,
фильтра 4L
— С5, С6 и резисторов R33, R34 и 3R, 4R, 5R, 6R.
Фильтр 4L — С5, С6
предназначен для сглаживания напряжения на выводах 1 и 3 при питании реле от
переменного оперативного тока (через вспомогательное устройство ВУ-3). Кроме
того, фильтр исключает возможность неправильного срабатывания реле при подаче и
снятии переменного оперативного тока.
Стабилитрон V23 создает уровень напряжения +6 В
относительно нулевой шинки. От стабилитрона V22 подается напряжение 22 В на выходное реле К, а через резисторы R33, R34
подается напряжение на шинку «минус» 12 В. Резисторы 3R, 4R, 5R, 6R
являются ограничивающими и используются при питании реле от постоянного
оперативного тока. При напряжении 220 В используются
резисторы 3R,
4R,
5R,
6R
при напряжении 110 В — только резисторы 5R, 6R.
В схеме реле предусмотрено блокирование, запрещающее
срабатывание реле при снижении переменного напряжения на выводах 7 и 8 до 20 В и ниже. В этом случае снимается положительный потенциал с
отрицательного вывода диода V10. Диод открывается и под действием тока, протекающего
через него, остается длительно открытым выходной транзистор V27
фазочувствительной схемы. Реле частоты поэтому
сработать не может.
Предусмотрена возможность
введения в схему замедления на срабатывание реле (РЧ-1) до 0,3 — 0,5 с
(собственное время срабатывания реле 0,15 с). Замедление обеспечивается
включением между первым и вторым каскадами усилителя конденсаторов большой
емкости, которые начинают заряжаться после срабатывания первого каскада
усилителя. Второй каскад срабатывает после их зарядки.
Для проверки работоспособности схемы реле предусмотрена
кнопка S,
шунтирующая дроссель 1L измерительной цепи срабатывания. При нажатии на кнопку
сопротивление цепи становится активноемкостным, ток в цепи опережает напряжение
входа. Это соответствует снижению частоты в сети, и реле должно сработать.
Схема реле РЧ-2 в основном аналогична схеме реле понижения
частоты. Отличие состоит в фазочувствительной схеме (см. рис. 5.2).
Последнее вызвано тем, что схема работает на задних фронтах импульсов. В связи
с этим конденсатор С2 перенесен в цепь
коллектора транзистора V24, а база транзистора V26 включена на делитель,
образованный резисторами R13 и R35. В реле отсутствуют уставки по
времени срабатывания, поэтому вместо трех емкостей установлена одна 6С,
а, кроме того отличаются обмоточные данные дросселей 1L
и 2L.
В остальном реле идентичны.
2. Вспомогательное устройство ВУ-3
Вспомогательное устройство ВУ-3 предназначено для питания
реле РЧ-1, РЧ-2 от цепей напряжения переменного тока и обеспечивает нормальную работу
реле при глубоких посадках напряжения. Устройство состоит (рис. П1.3) из трансформатора напряжения Т,
первичная обмотка которого имеет ряд отводов для включения на различное
напряжение переменного тока 100, 127, 220 В. Вторичная обмотка трансформатора
через конденсатор С и дроссель L подключена к выпрямителю.
Полное сопротивление дросселя и емкостное сопротивление конденсатора
представляют собой балластное сопротивление, которое меняется в зависимости от
режима работы. Параметры дросселя и конденсатора выбраны так, чтобы при
минимальном значении напряжения (35 ¸ 40 В) и частоте 47,5 Гц
соблюдалось условие XL = Хc. В этом случае значение сопротивления балластного резистора
будет минимальным и равным активному сопротивлению дросселя. С ростом
напряжения в связи с насыщением стали сердечника дросселя
условия резонанса нарушаются, балластное сопротивление растет,
приобретая емкостный характер.
При подключении ВУ-3 к реле выводы 1 и 3 ВУ-3 подключаются
соответственно к выводам 1 и 3 реле.
Рис. П1.3. Принципиальная схема вспомогательного устройства ВУ-3
Приложение
2
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РЕЛЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
УСТРОЙСТВА
1. Реле
частоты РЧ-1, РЧ-2
Номинальное напряжение
переменного тока, В…………………………………….. 100
Номинальная частота, Гц……………………………………………………………………… 50
Номинальное напряжение, В:
постоянного оперативного ток…………………………………………………………. 110;
220
переменного оперативного тока……………………………………………………….. 100;
127; 220
Диапазон уставок на
срабатывание, Гц:
РЧ-1…………………………………………………………………………………………………. 50
¸ 45
РЧ-2…………………………………………………………………………………………………. 50
¸ 55
Диапазон уставок на возврат, Гц:
РЧ-1…………………………………………………………………………………………………. 46
¸ 51
РЧ-2…………………………………………………………………………………………………. 55
¸ 50
Уставки по времени срабатывания,
с:
РЧ-1…………………………………………………………………………………………………. 0,15;
0,3; 0,5
РЧ-2…………………………………………………………………………………………………. Не
более 0,1
Время возврата, с………………………………………………………………………………….. Не
более 0,15
Разность между частотой
срабатывания и возврата реле при использовании
одной измерительной цепи, Гц……………………………………………………………… Не
более 0,05
Изменение частоты срабатывания
при изменении напряжения оперативного тока
от 0,8 до 1,1 Uном и изменении
переменного напряжения, Гц:
Для РЧ-1 от 0,4 до 1,3Uном…………………………………………………………………….. Не более 0,2
от
0,2 до 1,3Uном…………………………………………………………………….. Не более 0,3
Для РЧ-2 от 0,6 до 1,5Uном…………………………………………………………………….. Не более 0,2
от
0,45 до 1,5Uном…………………………………………………………………… Не более 0,3
от
0,2 до 1,5Uном…………………………………………………………………….. Не более 0,4
Примечание. Частота срабатывания реле РЧ-1 с уменьшением
напряжения контролируемой сети увеличивается Частота
срабатывания реле РЧ-2 с уменьшением напряжения контролируемой сети уменьшается.
Изменение частоты срабатывания,
при изменении температуры окружающей среды, Гц:
от
0 до +40 °С………………………………………………………………………….. Не
более 0,2
от
-20 до +40 °С………………………………………………………………………. Не
более 0,25
от
-40 до +40 °С………………………………………………………………………. Не
более 0,35
от
+20 до +40 °С……………………………………………………………………… Не
более 0,1
Потребляемая мощность реле и
устройств при номинальных напряжениях:
измерительной
цепью, В × А……………………………………………………. Не
более 5
вспомогательной
цепью при оперативном постоянном токе, Вт. Не более 20
цепью переменного тока устройства, питающего вспомогательные
и
измерительные цепи реле, В × А……………………………………………. Не
более 15
Разрывная мощность контактов в
цепи постоянного тока
с индуктивной нагрузкой, Вт………………………………………………………………….. 60
Ток, при котором гарантируется
разрывная мощность, А……………………….. До
2
Масса реле, кг………………………………………………………………………………………… Не
более 5,8
Габаритные размеры, мм……………………………………………………………………………………………………………… 210´179´218
2.
Вспомогательное устройство ВУ-3
Номинальное напряжение
переменного тока В………………………………………. 100;
127; 220
Напряжение выпрямленного тока
при номинальном напряжении
переменного тока, В………………………………………………………………………………. 100
± 4
Диапазон напряжений, в котором
обеспечивается нормальная работа реле 0,4
¸ 1,3Uном
Потребляемая мощность в цепи
переменного тока при номинальном напряжении
переменного тока и включенном
реле частоты, В × А……………………………… Не
более 15
Масса вспомогательного
устройства, кг…………………………………………………. Не
более 2,8
Габаритные размеры, мм……………………………………………………………………………………………………………… 135´185´146
Приложение
3
ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕМЕНТОВ, ВХОДЯЩИХ В СХЕМУ РЕЛЕ
РЧ-1, РЧ-2 И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ВУ-3
Все обозначения даны в соответствии
с принципиальными схемами рис. 5.1 и 5.2. Схема расположения
элементов, входящих в реле, дана на рис. 4.1.
|
Наименование |
Тип |
Обозначение |
Технические |
Примечание |
|
Элементы, |
||||
|
Резисторы |
МЛТ-0,5 |
R26, R35 |
10 кОм ± 10 % |
R35 для РЧ-2 |
|
R6 — R9, |
39 кОм ± 10 % |
|||
|
R10, R11 |
18 кОм ± 10 % |
|||
|
R12 |
12 кОм ± 10 % |
|||
|
R14, R15 |
36 кОм ± 5 % |
|||
|
R16 |
22 кОм ± 10 % |
|||
|
R17, R25 |
62 кОм ± 5 % |
|||
|
R18, R20, |
33 кОм ± 10 % |
|||
|
R30 |
1,2 кОм ± 5 % |
|||
|
R24 |
30 кОм ± 10 % |
|||
|
R28 |
27 кОм ± 10 % |
|||
|
R31 |
0,68 кОм ± 10 % |
|||
|
R32 |
3,3 кОм ± 10 % |
|||
|
R33 |
(300 ¸ 2700) Ом ± 5 % |
Подбирается |
||
|
R34 |
1,5 кОм ± 5 % (20 ¸ 470) Ом ± 5 % |
Подбирается |
||
|
МЛТ-2 |
R2 — R5 |
5,6 кОм ± 5 % |
||
|
Диоды |
Д226Б |
V1, V2 |
||
|
Д223Б |
V3, V20 |
|||
|
Стабилитроны |
Д816А |
V22 |
||
|
Д815А |
V23 |
|||
|
Транзисторы |
МП42Б |
V24, V27, V29, V31 |
||
|
МП113А |
V28, V30 |
|||
|
МП26Б |
V32 |
|||
|
Конденсаторы |
МБМ |
С1, С4 |
0,5 мкФ ± 10 %, 160 В |
|
|
С2, С3 |
0,05 мкф ± 10 %, 160 В |
|||
|
К-50-12 |
С5, С6 |
100 мкФ, 50 В |
||
|
Разъем |
РП14-16 |
— |
||
|
Элементы, установленные а) на |
||||
|
Дроссель |
3L |
W = 3300 вит., ПЭВ-2/0,20, Ш |
||
|
Трансформатор |
Т |
W¢2 = 1500 вит., ПЭВ-2/0,08 W²2 = 1500 |
Для |
|
|
W¢2 = 1000 вит., ПЭВ-2/0,08 W²2 = 1000 |
Для РЧ-2 |
|||
|
Конденсаторы |
МБГЧ-1-1 |
1С |
2 мкф ± 10 %, 250 В |
|
|
МБГО-1 |
7С |
10 мкФ ± 10 %, 160 В |
Для РЧ-1 |
|
|
Выходное реле |
РП-220 |
К |
W = 9000 вит., ПЭВ-2/0,21, R4 = 1400 Ом |
|
|
Диод |
Д226Б |
V21 |
U = 220 В |
|
|
б) на задней |
||||
|
Резисторы |
ПЭВ-10 |
ЗR — 6R |
2,7 кОм ± 5 % |
|
|
Элементы, а) с внешней |
||||
|
Дроссель |
1L, 2L |
|
Для РЧ-1 |
|
|
|
Для РЧ-2 |
|||
|
Конденсаторы |
МБГО-2 |
6С |
2 мкФ ± 10 %, 160 В |
Для РЧ-2 |
|
6С, 8С |
4 мкФ ± 10 %, 160 В |
Для РЧ-1 |
||
|
КСГ-2 |
2С, 3С, 4С, 5С |
0,1 мкФ ± 2 %, 500 В |
||
|
б) с задней |
||||
|
Дроссель |
4L |
W = 1250 вит., ПЭВ-2/0,20, Ш |
||
|
Элементы, |
||||
|
Резисторы |
ППЗ-41 |
1R, 2R |
1 кОм ± 5 % |
|
|
Кнопка |
S |
|||
|
Вспомогательное |
||||
|
Выпрямительный |
КЦ-402Ж |
V |
||
|
Конденсатор |
МБГЧ-1-2А-250 |
С1 |
2 мкФ ± 10 %, 250 В |
|
|
L |
W = 1210 вит., |
|||
|
Трансформатор |
Т |
W1 = 1400 вит., отводы от W2 = 650 вит., ПЭВ-2/0,365, Ш |
Приложение
4
4. ПРОВЕРКА ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЛЕ
Проверка отдельных элементов реле выполняется, если
параметры реле в целом не соответствуют техническим дачным и требованиям
настоящей Методики. При проверке всех элементов необходимо убедиться в
правильности монтажа, отсутствии обрывов, механических повреждений, замыканий.
4.1.
Проверка входного трансформатора.
Исправность входного трансформатора Т оценивается по
результатам измерений коэффициента трансформации и тока холостого хода.
Для измерения коэффициента трансформации Т необходимо
на его первичную обмотку (выводы 7 и 8 реле) подать напряжение 100 В от ЛАТР и измерить напряжение на вторичных полуобмотках
(точки 8а и 8в, 8в и 7в). Нагрузка должна быть отсоединена, вынута съемная
плата и отключены дроссель 3L и конденсатор
1С на нижнем выводе конденсатора. Измерение напряжения
на первичной и вторичной обмотках Т следует производить вольтметрами
одной системы (с сопротивлением не менее 10000 Ом. Может быть
использован прибор Ц4312 на пределе измерения напряжения 60 В).
Измерение напряжений на вторичных обмотках трансформатора
следует производить на выводах разъема. При напряжении на первичной обмотке 100 В напряжения между точками 8а и 8в; 8в и 7в должны быть по
50 В, а между точками 8а и 7в — 100 В. Допустимые отклонения — 5 %.
Ток холостого хода Т измеряется в первичной обмотке
при отсоединенной нагрузке. Миллиамперметр включается
в рассечку провода, подсоединенного к выводу 7 реле. При напряжении 100 В ток холостого хода должен быть 2,5 — 3,0 мА.
2. Проверка
дросселей.
Перед проверкой исправности дросселей 1L и 2L
измерительных цепей следует убедиться в правильности вывода отпаек от их
обмоток. Для этого измеряют сопротивления между соседними отпайками (гнездами).
Сопротивление одной секции регулировочной части обмотки (рис. П4.1) составляет 55 — 70 Ом для РЧ-1 и 45 — 55 Ом
для РЧ-2. Если выводы перепутаны, то между двумя соседними гнездами
сопротивление будет 110 Ом для РЧ-1 и 90 Ом для РЧ-2. В дальнейшем в целях
обнаружения неправильно выведенных отпаек удобно производить измерения между
каждой из крайних и всеми другими отпайками.
Рис. П4.1. Дроссель измерительной цепи
Исправность дросселей 1L, 2L, 3L проверяется по значениям их
сопротивлений на частоте 50 Гц. Для измерений сопротивления дроссель должен
быть выделен из схемы. Полное сопротивление обмотки исправного дросселя при
подаче на него напряжения 50 В должно быть равно: 17 —
20 кОм для дросселей 1L, 2L для РЧ-1 и 15 — 17 кОм для РЧ-2; 0,7 — 1,2 кОм для дросселя
3L.
В некоторых пределах сопротивление дросселя можно изменить,
регулируя воздушный зазор сердечника. Для увеличения сопротивления зазор
следует уменьшить, для уменьшения сопротивления — увеличить.
Активное сопротивление обмотки исправных дросселей 1L и 2L должно
составлять 3000 Ом для РЧ-1, 2500 Ом для РЧ-2, 200 Ом — для дросселя 3L.
Исправность дросселя 4L оценивается по значению его
активного сопротивления, которое составляет 36 — 37 Ом.
3.
Проверка полупроводниковой платы.
Если возникают сомнения в правильности работы
полупроводниковой платы, то сначала следует проверить правильность установки
элементов на печатной плате, качество пайки, отсутствие замыканий, правильность
монтажа, затем при поданном на реле номинальном напряжении питания измерить
напряжения питания, поступающие в схему реле между точками схемы 8в — 2а, 8в —
4в, которые должны быть:
U8в-2а
= (4,8 ¸
6,4) В; U8в-4в
= (18,7 ¸
24,3) В; U8в-«минус»
12 В = (11,5 ¸
12,5) В.
Если напряжение на выводах 8в — «минус» 12 В (на выводе 8в
разъема и на лепестке, установленном на проводнике «минус» 12 В печатной платы)
не соответствует указанному значению, необходимо подбором в эту цепь
дополнительного резистора добиться, чтобы при номинальном напряжении оперативного
тока U8в-«минус» 12 В находилось в пределах 11,5 ¸
12,5 В.
Убедиться, что при изменении напряжения оперативного тока от
0,8Uном
до 1,1Uном
на выводах 1 — 3 реле и переменного напряжения от 0,4Uном до 1,3Uном (на входных выводах ВУ-3)
значения напряжения U8в-2а,
U8в-4в и U8в-«минус» 12 В остаются неизменными.
Несоответствие напряжений питания указанным значениям
свидетельствует о неисправности стабилитронов V22, V23 (Д816А, Д815А).
4.
Проверка состояния транзисторов в различных режимах работы реле.
Ориентировочные значения измеренных напряжений на
транзисторах схемы (эмиттер-коллектор), соответствующие исправной
полупроводниковой части реле, приведены в табл. П4.1.
Таблица П4.1
|
Режим |
Напряжение на транзисторах Uэк, В |
|||||||
|
V24 |
V23 |
V27 |
V28 |
V29 |
V30 |
V31 |
V32 |
|
|
I. На реле |
Не более 0,5 |
-22,0 |
||||||
|
II. На реле поданы номинальные переменное напряжение и напряжение |
-2,5 |
-5,5 |
-11,5 |
-0,3 |
-10,5 |
-5,5 |
-0,3 |
-22,0 |
|
III. На реле поданы номинальные переменное напряжение и |
-2,5 |
-5,5 |
-11,5 |
+0,45 |
-12,0 |
+0,45 |
-2,8 |
-0,05 |
При отличии напряжения Uэк от указанных в табл. П4.1
более чем на ± 0,5 В необходимо руководствоваться
данными табл. П4.2 для режима I и табл. П.3 для режима II.
Таблица П4.2
|
Напряжение |
Что следует проверить |
|
V24 |
Полярность и исправность V7, V9 и V24. Сопротивления резисторов R7, R9, R11. |
|
V25 |
Полярность и исправность V6, V8 и V25. Сопротивления резисторов R6, R8, R10. |
|
V27 |
Полярность и исправность V10, V11, V12, V13, V27. Сопротивления резисторов R14, R15, R16. |
|
V28 |
Полярность и исправность V13, V14, V15, V28. Сопротивления резисторов R17 — R20, R22, R23. |
|
V29 |
Полярность и исправность V16 и V29. Сопротивление резистора R21. |
|
V30 |
Полярность и исправность V17, V18, V19 и V30. Сопротивления резисторов R24 — R27, R29 и R30. |
|
V31 |
Полярность и исправность V20 и V31. Сопротивление резистора R28. |
|
V32 |
Полярность и исправность V32. Сопротивления резисторов R31 и R32. Контакт в разъеме (зажим 4а). |
Таблица П4.3
|
Неисправность |
Что следует |
|
Напряжение Uэ.к. транзистора V24 |
Полярность и Наличие |
|
Напряжение Uэ.к. транзистора V27 |
Надежность Полярность и |
|
Напряжение Uк-8в транзистора V28 |
Полярность и |
|
Напряжение Uк-8в транзистора V30 |
Полярность и Значения |
|
Напряжение Uэ.к. транзистора V31 больше 0,5 В |
Надежность Правильность Контакт в |
Для проверки исправности
транзистора необходимо убедиться в его способности полностью открываться и надежно
закрываться. Эти проверки можно делать, не выпаивая транзистор из схемы. Чтобы
проверить надежность закрытия транзистора, необходимо соединить его эмиттер с
базой накоротко. При этом напряжение между эмиттером и коллектором исправного
транзистора должно быть равно напряжению, приложенному к коллектору. Измерения
следует производить при поданном постоянном напряжении. Вольтметр должен иметь
сопротивление на используемом пределе не менее 50 кОм. Обозначения выводов
транзисторов даны на плате с полупроводниковыми элементами. Ниже приведены
ориентировочные значения напряжений Uэ.к. между эмиттером и коллектором
транзисторов при соединении эмиттера с базой:
Транзистор….. V24 V25 V27 V28 V29 V30 V31 V32
Uэ.к……………………. 6 12 12 6 12 6 3 22
Для проверки открытия транзистора следует соединить его базу
через резистор сопротивлением 40 — 50 кОм с шинкой «минус» 12
В (для V28
и V30
типа п-р-п с шиной «плюс» 6 В). При этом исправный транзистор должен быть
полностью открыт, и напряжение между эмиттером и коллектором должно составлять
0,02 — 0,2 В.
5.
Проверка диодов
Предварительно исправность диода определяется омметром. У
исправного диода сопротивление при подключении напряжения в обратном
направлении значительно выше, чем при подключении напряжения в прямом
направлении. Диод можно считать исправным, если сопротивление его в прямом
направлении менее 200 — 250 Ом, а в обратном — более 10 — 15 кОм. Для
достоверной оценки исправности диода необходимо проверить падение напряжения на
диоде при протекании тока в прямом направлении и значение обратного тока через
диод при подключении напряжения в обратном направлении. Проверка в прямом
направлении производится по схеме, приведенной на рис. П4.2,
а, в обратном направлении по схеме, приведенной на рис. П4.2, б.
Значения проверочных токов и падений напряжения в прямом направлении, а также
токов и проверочных напряжений в обратном направлении для исправных диодов
разных типов приведены в табл. П4.4. Для проверки
диоды должны быть выпаяны из схемы.
Таблица П4.4
|
Тип |
Прямое направление |
Обратное направление |
||
|
Проверочный ток, мА |
Падение напряжения (не более), В |
Проверочное напряжение, В |
Ток (не более), мкА |
|
|
Д226Б |
300 |
1 |
220 |
20 |
|
Д223Б |
50 |
1 |
150 |
1 |
Рис. П4.2. Схемы проверки исправности диодов:
а — в прямом
направлении; б — в обратном направлении
6.
Проверка стабилитронов
Для проверки исправности стабилитронов необходимо измерить
напряжение стабилизации при номинальном и максимально допустимом токах.
Проверка стабилитрона V22 производится по схеме, приведенной на рис. П4.3, a, V23 — по схеме, приведенной
на рис. П4.3,
б.
Один из выводов стабилитрона должен быть отсоединен от схемы
реле. Сопротивление резистора R в схеме на рис. П4.3,
а должно составлять примерно 1 кОм, в схеме на рис. П4.3, б
— 100 Ом; сопротивление вольтметра по схеме рис. П4.3, а — не менее 50
кОм, по схеме рис. П4.3, б — не менее 1 кОм.
Номинальные напряжения стабилизации при номинальных и
наибольших значениях тока приведены в табл. П4.5.
Рис. П4.3. Схемы проверки стабилитронов:
а — V22; б — V23
Таблица П4.5
|
Стабилитрон |
Тип |
Номинальное напряжение стабилизации, В |
Номинальный ток, мА |
Наибольший ток, мА |
|
V22 |
Д816А |
22,0 ± 2,2 |
150 |
230 |
|
V23 |
Д815А |
5,6 ± 0,9 |
1000 |
1400 |
7. Проверка
резисторов.
Проверка резистора заключается в измерении его сопротивления
любым омметром. Перед проверкой следует убедиться в соответствии установленного
резистора, указанному в спецификации.
8.
Проверка конденсаторов.
Проверка электролитических конденсаторов
заключается в оценке сохранения конденсатором заряда. Конденсатор отключается
от схемы реле и заряжается до напряжения 20 В (с
соблюдением полярности). Источник питания и вольтметр отсоединяются от
конденсатора. Через 10 — 15 с измеряется напряжение на
выводах конденсатора, которое должно составлять в первый момент не менее 15 —
18 В. Сопротивление вольтметра на используемом пределе должно составлять не менее 50 кОм.
Для проверки неэлектролитических конденсаторов необходимо
измерить сопротивление конденсатора переменному току и определить его емкость.
Сопротивление конденсатора измеряется на переменном
напряжении с помощью амперметра и вольтметра. Емкость конденсатора (Ф)
определяется по формуле
где Ic —
ток в конденсаторе, А;
Uc — 50
В — напряжение, приложенное к конденсатору;
f
— промышленная частота.
Приложение
5
|
Министерство энергетики и электрификации СССР ________________________________ Предприятие_____________________ ________________________________ |
Объект ___________________________ __________________________________ Присоединение ____________________ __________________________________ « » ___________________ |
ПРОТОКОЛ ПРОВЕРКИ ПРИ НОВОМ ВКЛЮЧЕНИИ РЕЛЕ РЧ-1, РЧ-2
I.
Основные технические данные.
|
Тип |
Обозначение на схеме |
Назначение |
Напряжение, В |
Заводской номер |
|
|
оперативного тока |
контролируемой сети |
||||
|
РЧ-ВУ-3 |
2. Заданные уставки
__________________________________________________
(кем,
когда,
____________________________________________________________________
номер документа)
fср
= Гц;
fв
= Гц;
fср
= с.
3. Внешний осмотр и механическая ревизия.
Проверено отсутствие повреждений отдельных элементов и внутреннего
монтажа реле и ВУ-3, состояние съемной платы (отсутствие замыканий, печатный
монтаж), исправность и надежность фиксации разъемов, отсутствие затираний и
надежность фиксации резисторов плавного регулирования уставок реле, затяжка
винтов и резьбовых соединений всех элементов реле и ВУ-3, механическое
состояние и качество паяных соединений выходного реле К.
Результаты
проверки ________________________________________________
__________________________________________________________________
4. Проверка сопротивления изоляции.
4.1.
Предварительная проверка сопротивления изоляции реле.
Плата
с полупроводниковыми элементами снята.
Соединены
выводы реле 1, 3, 2, 4; выводы 5, 6 и переключатель уставок
цепи возврата; выводы конденсаторов 4С , 5С, 6С — 8С.
Реле К
«заклинено» в положении срабатывания.
Проверено сопротивление изоляции
мегаомметром на 1000 В:
а) относительно корпуса выводов
7, 1, переключателя уставок, конденсаторов 6С — 8С;
б) относительно вывода 7, вывода
1 и переключателя уставок.
Сопротивление изоляции ________
МОм (должно быть ³ 10 МОм).
4.2.
Окончательная проверка сопротивления изоляции реле.
1.
Плата с полупроводниковыми элементами установлена на место. Проверено
сопротивление изоляции мегаомметром на 1000 В между
выводами 7 и 1 каждого вывода на корпус.
2.
Сняты перемычки с 4С, 5С и 6С — 8С. Откидная плата
установлена в рабочем положении. Реле закрыто кожухом. В течение 1 мин
переменным напряжением 1000 В проверена электрическая
прочность изоляции между выводами реле и корпусом.
3.
Снята временная перемычка между контактами выходного реле (выводы 2 и 4) и
цепями оперативного тока. Мегаомметром на 1000 В
проверено сопротивление изоляции между контактами реле
и цепями оперативного тока.
4.3.
Проверка сопротивления изоляции ВУ-3.
Закорочены выводы 1 и 3
конденсатор С.
Проверено сопротивление изоляции
выводов 1, 3 и вывода 2 относительно корпуса. Сопротивление изоляции
___________ МОм.
Проверено сопротивление изоляции
между выводами 1, 3 и 2.
Сопротивление изоляции
__________ МОм.
5. Проверка выходного реле К.
Плата
с полупроводниковыми элементами снята, «плюс» подастся на выводы 4а; «минус» —
на 4в разъема.
|
Напряжение срабатывания, В |
Напряжении возврата, В |
||
|
измеренное |
требуемое |
измеренное |
требуемое |
|
12,5 — 14,0 |
Не менее 1,50 |
6. Электрические характеристики реле и ВУ-3.
Проверка цепей питания.
Плата с полупроводниковыми
элементами установлена:
а)
при питании реле от постоянного оперативного тока (без ВУ-3) перемычки на переключающей
колодке установлены между выводами 9 — 10 для Uном = 220 В и
между выводами 10 — 11 для Uном = 110 В.
|
Точки измерения напряжения |
Значения напряжений в контрольных точках при напряжениях |
Требуемое значение, S |
||
|
0,8Uном = _____ |
Uном = _____ |
1,1Uном = ___ |
||
|
1 — 8в |
4,8 — 6,4 |
|||
|
4а — 8в |
18,7 — 24,3 |
|||
|
4в — 8в |
18,7 — 24,3 |
|||
|
«Минус» 12 В — 8в* |
11,5 — 12,5 |
|||
|
* Требуемое значение устанавливается с помощью |
б)
при питании реле от переменного оперативного тока перемычки установлены между
выводами 10, 11, 12.
Переменное
напряжение подано на выводы для Uном = _________ В устройства
ВУ-3.
|
Точки измерения напряжения |
Значения напряжений при напряжениях на входе ВУ-3, В |
Требуемое значение, В |
||
|
0,4Uном = ____ |
Uном = _______ |
1,3Uном = ____ |
||
|
1 — 8в |
4,8 — 6,4 |
|||
|
4а — 8в |
18,7 — 24,3 |
|||
|
4в — 8в |
18,7 — 24,3 |
|||
|
«Минус» 12 В — 8в* |
11,5 — 12,5 |
|||
|
* Требуемое значение устанавливается с помощью резистора R33. |
7. Проверка исправности цепей переменного
напряжения.
|
Точки измерения напряжения |
Значения напряжений при номинальном напряжении на входе |
Требуемое значение, В |
|
7а — 8в |
38,0 |
|
|
8а — 8в |
41,0 |
|
|
7в — 8в |
37,5 |
|
|
5а — 8в |
66,0 |
|
|
«минус» — 8в |
110,0 |
|
|
6а — 8в |
36,0 |
|
|
«минус» — 8в |
110,0 |
8. Проверка работоспособности полупроводниковой
части реле.
Uном = ______
В; Uном = _____ В
|
Положение кнопки S |
Напряжение на обмотке реле К, |
Действие реле, К |
|
Не нажата |
0 |
Не сработало |
|
Нажата |
19 — 25 |
Сработало |
9. Проверка реле на рабочих уставках.
|
Питание реле |
Напряжение контролируемой сети, В |
Напряжение |
Частота срабатывания, Гц |
|
|
по шкале срабатывания |
по шкале возврата |
|||
|
От цепей оперативного тока |
0,2Uном = |
0,8Uном = Uном = 1,1Uном = |
||
|
0,4Uном = |
0,8Uном = Uном = 1,1Uном = |
|||
|
0,6Uном = |
0,8Uном = Uном = 1,1Uном = |
|||
|
0,8Uном = |
0,8Uном = Uном = 1,1Uном = |
|||
|
Uном = |
0,8Uном = Uном = 1,1Uном = |
|||
|
1,3Uном = |
0,8Uном = Uном = 1,1Uном = |
|||
|
1,5Uном = (для РЧ-2) |
0,8Uном = Uном = 1,1Uном = |
|||
|
От ВУ-3 |
0,2Uном = |
0,4Uном = Uном = 1,3Uном = |
||
|
0,4Uном = |
0,4Uном = Uном = 1,3Uном = |
|||
|
0,6Uном = |
0,4Uном = Uном = 1,3Uном = |
|||
|
0,8Uном = |
0,4Uном = Uном = 1,3Uном = |
|||
|
Uном = |
0,4Uном = Uном = 1,3Uном = |
|||
|
1,3Uном = |
0,4Uном = Uном = 1,3Uном = |
|||
|
1,5Uном = (для РЧ-2) |
0,4Uном = Uном = 1,3Uном = |
10. Настройка времени действия реле.
Uном = ______
В; Uном = _____ В
f = (fср — 0,3) Гц
для РЧ-1;
f
= (fср + 0,3) Гц для РЧ-2.
|
Реле |
РЧ-1 |
РЧ-2 |
||
|
Уставка срабатывания по шкале, с |
0,15 |
0,30 |
0,50 |
— |
|
Время срабатывания, с |
11. Проверка поведения реле при подаче и снятии переменного
напряжения, постоянного напряжения оперативного тока.
|
Наименование |
Переменное напряжение 100 В (fср ± 0,1) Гц |
Постоянное напряжение оперативного тока Uном = ______ В |
Переменное напряжение 100 В (fср ± 0,1) Гц и переменное напряжение |
||||
|
Подавалось Uном = _________ В |
Снималось Uном = ________ В (выводы |
Снималось Uном @ ________ В |
Подавалось Uном @ _________ В |
Снималось Uном @ _______ В |
Подавалось |
Снималось |
|
|
Действие реле |
12. Проверка потребления реле при номинальных
напряжениях.
|
Наименование |
Напряжение, В |
Ток, А |
Мощность, В × А |
Нормативная мощность, В × А, не более |
|
Измерительная цепь |
100 |
5 |
||
|
Цепь переменного оперативного тока |
15 |
|||
|
Цепь постоянного оперативного тока |
20 |
13. Дополнительные проверки.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
14. Повторный осмотр реле, проверка положения
перемычек, переключателей уставок
15. Заключение ______________________________________________________
Проверку производили
_____________________________________________
_____________________________________________
Руководитель работ ____________________________________________
| Найти: | |
| Где: | |
| Тип документа: | |
| Отображать: | |
| Упорядочить: |
Дата актуализации: 01.01.2021
СО 34.35.650
Методика наладки и проверки реле частоты РЧ-1, РЧ-2
| Обозначение: |   СО 34.35.650 |
| Обозначение англ: | SO 34.35.650 |
| Статус: | Действует |
| Название рус.: | Методика наладки и проверки реле частоты РЧ-1, РЧ-2 |
| Дата добавления в базу: | 01.09.2013 |
| Дата актуализации: | 01.01.2021 |
| Дата введения: | 01.06.1983 |
| Оглавление: | 1. Общая часть 2. Меры безопасности при проверке и наладке реле 3. Средства, применяемые при проверке и наладке реле 4. Конструктивное оформление реле 5. Методика проверки реле при ловом включении 6. Периодичность проведения и объем технического обслуживания реле Приложение 1. Принцип действия реле P4-I, Р4-2 и вспомогательного устройства ВУ-3 Приложение 2. Технические данные реле и вспомогательного устройства Приложение 3. Основные данные элементов, входящих в схему реле РЧ-I, РЧ-2 и вспомогательного устройства ВУ-3 Приложение 4. Проверка отдельных элементов реле Приложение 5. Протокол проверки при новом включении реле РЧ-I, F4-2 |
| Разработан: | ПО Союзтехэнерго |
| Утверждён: | СПО Союзтехэнерго |
| Издан: | СПО Союзтехэнерго (1983 г. ) |
| Расположен в: | Техническая документация Мостостроение Автоматика, защита, блокировки, средства измерений (включая ИИС АСУ ТП) |
| Список изменений: |
|
Страницы и текст этой инструкции
Методика наладки и проверки реле частоты РЧ-1, РЧ-2
Информация отображена на картинке
Информация отображена на картинке
Информация отображена на картинке
Информация отображена на картинке
Как использовать наш сайт инструкций OnlineManuals.ru
Наша цель состоит в том, чтобы предоставить вам быстрый доступ к содержанию документа Методика наладки и проверки реле частоты РЧ-1, РЧ-2.
Для Вашего удобства
Если листать документ прямо на сайте, не очень удобно для Вас, есть два возможных решения:
• Просмотр в полноэкранном режиме — легко просмотреть документ Методика наладки и проверки реле частоты РЧ-1, РЧ-2 (без загрузки его на свой компьютер).
Вы можете использовать режим полноэкранного просмотра, используйте кнопку «Открыть в Pdf-viewer».
• Загрузка на компьютер — Вы можете также скачать Методика наладки и проверки реле частоты РЧ-1, РЧ-2 на свой компьютер и сохранить его в файлах.
Многие люди предпочитают читать документы не на экране, а в печатной версии.
Возможность печати руководства пользователя также была предусмотрена на нашем сайте,
и вы можете использовать ее, нажав на иконку «печать» в Pdf-viewer.
Нет необходимости печатать все страницы, можно выбрать только нужные страницы документа.