ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

Реле контроля напряжения и угла сдвига фаз РСНФ-12

Реле контроля напряжения и угла сдвига фаз РСНФ-12

1. Технические характеристики статических реле контроля напряжения и угла сдвига фаз РСНФ-12

2. Принцип действия и устройство статических реле контроля напряжения и угла сдвига фаз РСНФ-12

3. Техническое обслуживание статических реле контроля напряжения и угла сдвига фаз РСНФ-12



Технические характеристики статических реле контроля напряжения и угла сдвига фаз РСНФ-12

Реле контроля напряжения и угла сдвига фаз типа РСНФ-12 предназначено для использования совместно с устройствами автоматического повторного включения (АПВ) линий с двусторонним питанием в качестве органа, контролирующего как наличие напряжения на линии и шинах (Uл и Uш соответственно), так и величину угла сдвига фаз этих напряжений. Реле применяется также в схемах синхронизации для предотвращения включения выключателя при недопустимо большом угле расхождения векторов синхронизируемых напряжений.

Канал сравнения угла сдвига фаз между напряжением линии и напряжением на шинах с заданным значением угла (канал сравнения фаз) имеет дискретную шкалу уставок от 4° до 90° через 2°. Уставка реле не зависит от того, какое из напряжений отстает. Канал дает разрешение только при наличии напряжения на двух входах и угле между этими напряжениями, равном или меньшем угла уставки. На выходе канала имеется замыкающий контакт специального промежуточного реле и световой сигнал разрешения на включение синхронизирующего выключателя.

Канал измерения напряжения на линии имеет постоянную уставку, равную 50 % номинального напряжения. На выходе канала - замыкающий и размыкающий контакты специального промежуточного реле и световой сигнал отсутствия напряжения на линии.

Канал измерения напряжения на шинах - с постоянной уставкой, равной 85 % номинального напряжения. Одновременно напряжение шин используется в качестве источника питания схемы реле. Напряжение питания контролируется с помощью промежуточного реле.

Кроме указанных, имеются также и другие каналы.

Канал непрерывного контроля исправности собственной схемы реле и схемы синхронизации, связанной с ним. На выходе канала - размыкающий контакт специального промежуточного реле и световой сигнал неисправности.

Канал проведения специального теста исправности реле по команде оператора. На выходе канала — световой сигнал «Тест успешен».

Канал дублирования сигнала «Выключатель включен».

Предельные значения температуры окружающего воздуха от -20 до +55 °С.

Допустимые величины механических воздействий: ускорение Зg в диапазоне частот от 5 до 15 Гц и 1g диапазоне от 16 до 100 Гц, а также многократные удары с ускорением до Зg.

Номинальное напряжение от шин - 60 или 100 В, однофазное, используется в качестве контролируемого и оперативного. Номинальное напряжение от линии - 15,30,60 или 100 В, однофазное. Номинальная частота 50 или 60 Гц.

Диапазон регулирования уставок срабатывания по углу от 4° до 90° (электрических), регулировка дискретная по 2°.

Коэффициент возврата по углу сдвига фаз при номинальных напряжениях не более 1,2. Коэффициент возврата по контролю наличия напряжения на шинах от 0,85 до 0,95. Коэффициент возврата по контролю отсутствия напряжения на линии не более 1,2.

Относительная средняя погрешность по углу сдвига фаз на любых уставках при номинальных напряжениях не более ±10 %.

При изменении сравниваемых напряжений на обоих входах от 0,5 до 1,2 Uном срабатывание реле по углу сдвига фаз изменяется не более чем на 3 % от срабатывания при номинальных напряжениях.

Реле допускает работу при колебаниях частоты сети до ±10 % номинального значения. При этом относительная дополнительная погрешность по углу сдвига фаз не превышает 7 %.

Потребляемая мощность по каждой цепи контроля напряжения не более 6 В•А.

Длительно допустимое напряжение по цепям контроля до 110 % номинальных величин. Длительно допустимый ток контактов 2 А. Отключающая способность контактов: в цепи постоянного тока от 24 до 242 В - 50 Вт (до 0,2 А), в цепи переменного тока -110 В•А (до 0,5 А).

Ток при включении - не более 5 А на время не более 10 с. Замыкающие контакты обеспечивают не менее 100 включений постоянного тока до 20 А при напряжении до 250 В на время до 0,5 с.

Размер цоколя реле 152x132 мм, высота -181 мм, масса реле - 3 кг.

 

Принцип действия и устройство статических реле контроля напряжения и угла сдвига фаз РСНФ-12

Выходные органы (промежуточные реле), электронные компоненты и переключатели уставок находятся на платах с печатным монтажом.

На лицевой плате установлены:

- кнопка «Тест»;

- светодиод «Отсутствие напряжения на линии»;

- светодиод «Срабатывание реле совпадения фаз»;

- светодиод « Неисправность»;

- светодиод «РПВ включен»;

- светодиод «Тест успешен»;

- контрольные точки «-15 В», «0» и «+15 В».

Структурная схема реле РСНФ-12 приведена на рис.33. В схеме приняты следующие обозначения:

ИСБ1, ИСБ2 - изолирующие и согласующие блоки на напряжениях линии и шин соответственно;

РЭ1, РЭ2 - релейные элементы с фиксированной уставкой по величине напряжения от линии и от шин соответственно;

 

 

Рис.33. Структурная схема реле РСНФ-12

ФНЧ1, ФНЧ2 - фильтры низких частот напряжений линии и шин для преобразователя сдвига фаз этих напряжений;

БO1, БO2 - блоки ограничения напряжений линии и шин по амплитуде, формирующие из синусоид этих напряжений синфазные им прямоугольники;

ВO1, ВO2, ВО3, ВO4 - выходные органы (выходные усилители);

ДТ1, ДТЗ - элементы времени с задержкой на срабатывание;

ДТ2 - элемент времени с задержкой на возврат;

РПВ - реле положения «Включено» в схеме управления выключателя линии;

БП - блок питания;

БВ - кнопка пуска схемы тестовой проверки;

ХВ - перемычка внутренняя.

Если напряжение линии меньше 0,5 Uном, то на выходе ВO2 появляется сигнал «Отсутствие напряжения линии», выходящий через контакт реле К1.

Если напряжение на шинах больше 0,85 Uном, то на выходе РЭ2 появляется единичный сигнал, разрешающий действие логического элемента «И» в схеме определения угла сдвига фаз напряжений.

Принципиальная схема реле РСНФ-12 приведена на рис.34.

Изоляционно-согласующие блоки представляют собой трансформаторы ТV1, ТV2, первичные обмотки которых выполнены с отпайками, что дает возможность подключать их к источникам с разным уровнем напряжения. Измерение напряжения линии производится с одной из вторичных обмоток ТV1 через мостик VD1- VD4, фильтр С1 и делитель напряжения R1, R2 компаратором DА1. Второй вход компаратора подключен к делителю фиксированной уставки R3-R4. Гистерезис компаратора обеспечивает резистор R5. Положительная однополярность выхода DA1 обеспечивается цепочкой R6-VD5.

Измерение напряжения шин производится со вторичной обмотки ТV2 через мостик VD29-VD32, VD51, фильтр С12 и делитель напряжения R32, R38 компаратором DА4. Второй вход компаратора подключен к делителю фиксированной уставки R39-R42. Гистерезис компаратора обеспечивает R40. Положительная однополярность выхода DA4 обеспечивается цепочкой R36-VD35.

Схема определения угла сдвига фаз выполнена на формирователях-ограничителях DA2, DA3, питаемых от ФНЧ линии R8, С2 и ФНЧ шин R21, R22, С7. При прохождении отрицательной полуволны измеряемого напряжения на входе ограничителей DA2, DA3 формируются стандартные положительные напряжения, в остальное время напряжения близки к нулю. Положительные полуволны напряжений линии и шин логически суммируются по «И» на входе схемы задержки на срабатывание ДТ1.

При отсутствии условий «две единицы» на входе DD1.1 на его выходе имеется «1», на выходе DD1.2 - «0», конденсатор С3 разряжен через диод VD14 и выход DD1 .2. Транзистор VT1 при этом заперт низким потенциалом с выхода DD1.3 через R17. Диод VD15 заперт. При появлении единиц на обоих входах DD1.1 диод VD14 запирается, и начинается процесс заряда конденсатора С3, а также С4 через сопротивления R12. Диод VD15 при этом отпирается, но на время до достижения

некоторого положительного потенциала на базе транзистора VT1 на выходе DD1 .3 остается низкий потенциал «0». Это время является выдержкой на срабатывание элемента ДТ1. Изменяя величину цепочки сопротивлений R12, можно менять время выдержки ДТ1, определяющее допустимый угол сдвига фаз, при котором сигнал-команда успевает проходить на расширитель импульсов ДТ2.

Схема расширителя импульсов ДТ2 выполнена аналогично схеме ДТ1, но исходное состояние ее времязадающих емкостей С5, С6 заряженное, транзистор VT2 открыт, а на выходе DD2.1 присутствует единица. В итоге схема имеет малую задержку на срабатывание и большую на возврат.

ДТ2 имеет выход на схему «И» из диодов VD6, VD21, VD36, обеспечивающую срабатывание выходного органа ВО1 и реле К2 при наличии напряжения линии, превышающего половину номинального, напряжения шин, превышающего 85 %

номинального, и при угле сдвига фаз, не превышающем допустимого.

Прочие элементы достаточно просты и не требуют дополнительных пояснений.

Если на линии и шинах имеются синхронные напряжения, превышающие уставки, а контакт РПВ замкнут, то:

- реле К1 не срабатывает, светодиод «Отсутствие напряжения линии» не загорается;

- импульсы с выходов DA2, DA3 положительной полярности длительностью в полпериода по времени не совпадают, и на выходе элемента DD1.1 постоянно находится потенциал высокого уровня «1», а на выходе DDI.2 - потенциал низкого уровня «0»;

-транзистор VT1 закрыт, на выходе DD1.3 имеется потенциал низкого уровня, на выходе DD2.1 - потенциал высокого уровня;

- напряжение на выходе делителя R1, R2 больше по абсолютной величине, чем на выходе делителя R3, R4, и, следовательно, на выходе компаратора DA1 - потенциал высокого уровня;

- напряжение на выходе делителя R32, R38 больше по абсолютной величине, чем на выходе делителя R39, R42, и, следова-тельно, на выходе компаратора DA4 - потенциал высокого уровня;

- напряжение на выходе делителя К32, К38 больше по абсолютной величине, чем на выходе делителя К39, R42, и, следовательно, на выходе компаратора DA4 - потенциал высокого уровня;

- при включенном контакте реле РПВ контакт реле К4.1 замкнут, красный светодиод VD42 «Выключатель включен» горит, на выходе DD3.4 присутствует потенциал высокого уровня;

- так как на всех катодах логического элемента «И» - VD6, VD21, VD36 - присутствует высокий уровень, то в контрольных точках 6 и 10 имеются потенциалы высокого уровня через резистор R25, поэтому транзисторы VТ4 и VТ6 открыты,

реле К2 и К3 - в положении после срабатывания, горит светодиод VD8 «Срабатывание реле сдвига фаз», светодиод VD48 «Неисправность» не загорается;

- в положении после срабатывания реле К4 горит светодиод VD42 «Выключатель включен».

Если напряжения на линии и шинах синхронны, но разомкнут контакт реле РПВ, то, в отличие от предыдущего случая, погаснет светодиод VD42 «Выключатель включен».

Если напряжение на линии падает ниже допустимого (или канал контроля напряжения линии неисправен), а шины находятся под напряжением и контакт реле РПВ замкнут, то:

- на выходе DD2.4 - «0», на выходе DD2.2 - «1», VT3 открыт, реле К1 в положении после срабатывания, сигнал VD9 «Отсутствие напряжения линии» горит;

- логическое «И» VD6, VD21, VD36 не собирается, сигнал VD28 «Срабатывание реле сдвига фаз» гаснет;

- потенциал точки 6 - «0», через 0,5 секунды после появления «0» в точке 6 появляется «0» в точке 10, который блокирует реле К1 и К2 в положении до срабатывания, возвращает реле К3 и тем самым обеспечивает образование сигнала «Неисправность».

Срабатывает реле К4, и загорается светодиод VD42 «Выключатель включен».



Рис.34. Принципиальная схема РСНФ-12

Перечень элементов схемы реле РСНФ12 (схема рис.34)

Конденсаторы: С1 - 6,8 мкФ; С2, С3 - 0,047 мкФ; С4 - 470 пФ; С5 - 0,047 мкФ; С6 - 0,15 мкФ; С7 - 0,047 мкФ; С8, С9, С10, С11 - 100 мкФ; Cl2- 10 мкФ; С13 - 1 мкФ.

Микросхемы: А1-А4 - КР140УД708, D1-D3 - К511ЛА5.

Реле: К1,К2,К3,К5 - РЭК29; К4 - РПГ-2-2201УЗ, 24В

Полупроводниковые приборы: VD1-VD4 - выпрямительный мост КЦ407А, VD5-VD8, VD10-VD19 - диод КД522Б; VD20 - стабилитрон КС147А; VD21- VD27- диод КД522Б, VD29-VD32 - выпрямительный мост КЦ407А; VD33 - диод КД522Д; VD34 - стабилитрон КС515А; VD35-VD38 - диод КД522Д; VD39 - стабилитрон Д814В; VD40 - диод КД522Д, VD41 - стабилитрон КС515А; VD43 - VD46, VD49 - диод КД522Д; VD50 - стабилитрон КС515А; У051, VD53 - диод КД522Д; VТ1-VТ4 - транзистор КТЗ102А; VТ5 - транзистор КТЗ107А; VТ6, VТ7 транзистор КТ3102А; VТ8 - транзистор КТ972Б; VТ9 -транзистор КТ973Б.

Резисторы: R1 - 68 кОм; R2 - 33 кОм; RЗ -3,9 кОм; R4 -15 кОм; R5 -150 кОм; R6 - 62 кОм; R7 - 75 Ом; R8, R9 - 51,1 кОм; R10 - 62 кОм; R11 - 3,3 кОм; R12 - 6,26 кОм (0); 3,09 кОм (1); 6,12 кОм (2); 12,3 кОм (3); 24,6 кОм (4); 49,3 кОм (5 и 6); R13 - 62 кОм; R14 - 2,4 кОм; R15 - 750 кОм; R16 - 62 кОм; R17 - 2,2 МОм; R18 - 1 МОм; R19 - 51 Ом; R20 - 15 кОм; R21 - 47 кОм; R22 - 10 кОм; R23 - 47 кОм; R24 - 62 кОм; R25, R26 - 15 кОм; R27 - 51 Ом; R28 - 15 кОм; R29 - 75 Ом; R30, R31 - 1,8 кОм; R32 - 30 кОм; R33 - 62 кОм; R34 - 510 кОм; R35, R36 - 62 кОм; R37 - 3,3 кОм; R38, R39 - 15 кОм; R40 - 143 кОм; R41 - 150 кОм; R42-15 кОм; R43 - 2,4 кОм; R44 - 62 кОм; R45, R451 - 16 кОм; R46 - 100 Ом, 10 Вт; R47, R48 - 2,4 кОм; R49 - 33 кОм; R50 - 15 кОм.

Трансформаторы: ТV1 и ТV2 - типа БКЖИ.671 111.

 

При расхождении угла между напряжениями линии и шин, вне зависимости от величин этих напряжений, сигналы на выходе DD1.1 и DD1.2 становятся пульсирующими, при некоторой скважности импульсов, зависящей от уставки, элемент времени ДТ1 на С3, VT1 возвращается в положение до срабатывания (VT1 в режиме насыщения) и уже не успевает срабатывать, так как его время срабатывания превышает длину периода. На выходе DD1.3 постоянно находится «1». В контрольных точках 6 и 10 удерживаются низкие потенциалы «0», реле К2 и К3 возвращаются, исчезает сигнал «Срабатывание реле сдвига фаз», появляется сигнал «Неисправность».

При несинхронном режиме линии относительно шин ее напряжение с некоторой скоростью скольжения смешается относительно напряжения шин, попеременно образуя положения допустимого и недопустимого сдвига фаз. Если скольжение велико, система из двух выдержек времени ДТ1, ДТ2 держит на выходе сигнал «0» и реле К2, К3 в положении до срабатывания. При некотором, зависящем от уставки, снижении скольжения напряжений выдержки элементов ДТ1 и ДТ2 становятся достаточными для срабатывания, и реле К2 и K3 периодически срабатывают, переключая сигналы «Срабатывание реле сдвига фаз» и «Неисправность».

При отключении выключателя линии, как правило, теряется синхронизм напряжений линии и шин, а иногда исчезает напряжение на линии. Вне зависимости от наличия напряжения на линии и его синхронности с напряжением шин потенциал в точке 10 остается «1» по цепи DD3.4, VD38 и далее через схему выдержки времени на VТ5, т.е. сигнал «Неисправность» не появляется, реле К1 и К2 не блокируются, работает при необходимости схема АПВ линии.

При нажатии кнопки SВ «Тест»:

- фаза сигнала на инвертирующем входе DА2 меняется на 180°, на входе выдержек времени ДТ1, ДТ2 возникают импульсы и паузы длительностью в полпериода, на контрольной точке 11 имеется «0», на контрольной точке 10-«0», на контрольной точке 9 держится «1» все время, пока нажата кнопка SВ, транзистор VТ7 открыт, светодиод VD41 «Тест успешен» горит;

- потенциал «О» через SВ1.2, VD45 проходит на VD42 «Выключатель включен», обеспечивая его зажигание;

- через SB1.2 по цепи диода VD46 происходит срабатывание реле К3, запрещающее появление сигнала «Неисправность»;

- по цепи диода VD49 обеспечивается удержание сигнала «Тест успешен».

 

Техническое обслуживание статических реле контроля напряжения и угла сдвига фаз РСНФ-12

Схема для проверки реле приведена на рис.35. Регулировка напряжения на входе 4-10 должна обеспечиваться в пределах от 45 до 110 В и на входе 12-16 - в пределах от 80 до 110 В, а угол между этими напряжениями - в пределах ±90°.

Определяют углы срабатывания и возврата реле на рабочей уставке. Эти углы должны соответствовать заданным уставкам с точностью до ±10 %. Необходимо, чтобы работало четко, без дребезга.

Одновременно следует проверить правильность работы сигнализации канала сравнений фаз VD28 и выходного реле канала К2. Имитатор реле РПВ должен быть при этой проверке отключен.

Рабочая уставка реле по каналу сравнения фаз напряжения определяется по формуле

N = φ - φмин

где N  - сумма чисел на шкале уставок, шлицы переключателей которых расположены горизонтально;

φ - рабочая уставка (градусы электрические);

φмин - минимальная уставка, 4° (градусы электрические).

Проверяются уставка н коэффициент возврата реле. Уставка должна соответствовать расчету с точностью до ±10 %, а коэффициент возврата не должен превышать 1,2. Измерения повторяются при напряжении на входе от шин равном 85 % и 110 % номинального значения.

Проверяют канал контроля напряжения линии путем регулировки напряжения на входах 4-10 и определяют постоянную уставку, коэффициент возврата должен быть не более 1,2. Проверяют работу сигнализации этого канала (VD9), выходного реле канала К1 и сигнализацию канала сравнений фаз (VD28). Блокировку реле К1 наблюдают при включенном имитаторе реле РПВ. Имитатор реле РПВ должен быть при этом как в положении «отключен», так и в положении «включен».

Проверяют канал контроля напряжения шин путем регулировки напряжения на входах 12-16. Определяют постоянную уставку. Коэффициент возврата должен быть в пределах 0,85-0,95. Проверяют работу сигнализации этого канала (VD28, VD48). Имитатор реле РПВ должен быть при этом включен.

Работу схемы тестирования проверяют нажатием кнопки SВ1. При этом должна пройти сигнализация «Тест успешен» и «Неисправность». Имитатор реле РПВ должен быть при этой проверке включен, и должны быть установлены условия

синхронной работы линии, то есть нулевой угол сдвига фаз.

Работу реле КЗ канала отслеживания неисправностей проверяют, снимая и подавая напряжение шин.

При проверке работы канала дублирования сигнала «Выключатель включен» (VD42) имитатор реле РПВ должен включаться и отключаться.

Если результаты проверок удовлетворительны, то реле можно считать исправным.

Если же в любом опыте результаты отличаются от ожидаемых, то следует провести дополнительно проверку потенциалов в контрольных точках (табл.16), а также проверить исправность элементов схемы. Неисправные элементы следует заменить.

 

Таблица 16

Потенциалы в контрольных точках относительно "0" схемы, В



Контрольные точки схемы

Uл=0

Uл=0 > 0,5Uном

Контролируется исправность элементов

1

от 0 до +2

от+15 до+9

VD43, VD5, С1, DA1, R1-R6

2

от 0 до +2

от+15 до+9

DA2, VD10, VDl1, VD12, R8-R10, С2, R19, R20

Uш - 0

Uш > 0,85Uном

4

от 0 до +2

от+15 до+9

VD44, VD35, С12, DA4, R32, R36, R38-R42

3

от 0 до +2

от+15 до+9

VD25-VD27, С7, R21-R25, R27, R28

Uш > 0,85Uном;

Uл > 0, 5Uном;

Uш и Uл синхронны

11

от 0 до +2

DT1, DT2

Проверка выходных реле производится в случае нечеткой их работы путем измерения напряжения срабатывания и возврата.

Для обеспечения доступа к контактам выходного реле можно освободить крепление печатной платы и отвести плату в сторону. Зазоры размыкающих и замыкающих контактов должны быть не менее 0,8 мм, совместный ход контактов - 0,4-0,6 мм. Регулировка производится изменением изгиба упорных пластин.

Напряжение срабатывания реле измеряют при подаче напряжения непосредственно на его катушку, оно не должно превышать 16 В. Напряжение возврата должно быть не ниже 2-3 В.

 

1 Декабрь, 2012              14287              ]]>Печать]]>
0 / 0 ( Нет оценки )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)


Вверх страницы