Стартовая >> Оборудование >> РЗАиА >> Полупроводниковые и микроэлектронные элементы

Полупроводниковые и микроэлектронные элементы

Полупроводниковые диоды VD и транзисторы VT стали основой создания релейной защиты и автоматики второго поколения. В настоящее время в этих устройствах применяется элементная база, основанная на интегральных микросхемах (операционные усилители, компараторы и другие элементы). Интегральная микросхема — это сложное электронное устройство. Его элементы — диоды, транзисторы, резисторы и конденсаторы — формируются в небольшом объеме полупроводникового материала или на его поверхности путем выращивания кристаллов и напыления пленок. В процессе их формирования осуществляются и соединения между ними в соответствии со схемой, при этом резко сокращается число
внешних проводников, упрощается монтажная схема, уменьшается объем устройства и повышается его надежность. В зависимости от функционального назначения интегральные микросхемы делятся на аналоговые и цифровые. К первым относятся операционные усилители, преобразующие непрерывные сигналы. Они имеют широкие возможности при использовании в измерительных органах релейных защит. На основе цифровых микросхем выполняют, в частности, логическую часть устройств релейных защит. Использование полупроводниковой элементной базы в устройствах релейной защиты позволяет повысить их быстродействие, уменьшить массу и размеры, значительно сократить потребление мощности. Кроме того, в связи с отсутствием движущихся частей и контактов полупроводниковых устройств повышается надежность их по сравнению с электромеханическими реле. Наиболее существенный недостаток полупроводников — зависимость их параметров от температуры, что требует применения специальных схем компенсации для снижения до необходимого предела этой зависимости. Однако преимущества полупроводниковых реле над электромеханическими бесспорны. Электронные реле могут иметь разные принципы работы, но наибольшее распространение получили схемы сравнения электрических величин по уровню и импульсные фазосравнивающие схемы.
Схемы сравнения абсолютных значений двух электрических величин состоят из двух выпрямителей VSf и VS2, выпрямляющих сравниваемые величины А и В и исполнительной части нуль-индикатора Е А. В зависимости от способа соединения выходов выпрямителей между собой и с нуль-индикатором различают схемы, реагирующие на равновесие напряжений (рис. 1, а) на циркуляцию токов (рис. 1, б). Как в той, так и в другой схеме в зависимости от соотношения А и В направление постоянной составляющей тока в нуль-индикаторе ЕА может измениться на противоположное. При А > В ток имеет положительное направление, показанное на рис. 1 стрелкой, а при А < В — отрицательное.
Нуль-индикатор (компаратор) обычно имеет два устойчивых состояния и может быть двухвходовым или одновходовым (второй вход объединен с землей). На выходе двухвходового нуль-индикатора будет сигнал 1 при А > В, а сигнал 0 при А < В. В схемах нуль-индикаторов используют обычно операционные усилители, которые могут использоваться в качестве аналогов схем сравнения.
Схема выходного тиристорного модуля электронной защиты
Рис. 1. Схема выходного тиристорного модуля электронной защиты:
а — с тиристорным оптроном; б — с герконовым реле Выходной тиристорный модуль служит для связи электронной релейной защиты с цепями отключения высоковольтных выключателей. Для гальванической развязки слаботочных цепей электронной защиты и сильноточных цепей управления выключателями может быть использован тиристорный оптрон (рис. 1, а) или герконовое реле (рис. 1, б). В качестве мощного выходного элемента в этих схемах используется тиристор VS, который отпирается при срабатывании оптрона или геркона. При этом шунтируется резистор R1 (резисторы R3 и R4 имеют малое сопротивление), на управляющий электрод тиристора VS с резистора R4 подается напряжение, которое отпирает тиристор VS. Через него собирается цепь на катушку отключения YAT.
Для повышения помехоустойчивости тиристора на его выходе включается контур LC4, препятствующий проникновению внешних помех, способных привести к ложному срабатыванию тиристора. Дополнительный конденсатор Сз включается параллельно тиристору. Он имеет небольшую емкость для сокращения длительности разрядного импульса через тиристор при его отпирании. Отключение тиристора происходит после отключения выключателя и разрыва цепи YA Т его блок-контактом Q.
Стабилитрон VDy используется для понижения напряжения в схеме управления тиристором при напряжении питания 220 В и выводится из работы при использовании напряжения питания 110 В.
Схема выходного модуля (рис. 1, б) используется в электронной защите фидеров контактной сети переменного тока типа УЭФЗМ (устройство электронной защиты фидера модернизированное).

 
« Переключающие таймеры «Talento»   Применение электромагнитных реле RELPOL »
электрические сети