Принцип действия брэ 2801

Упрощенная схема РС и временные диаграммы показаны на рис. 18.2.

В реле сравнивается время совпадения t_с с временем несовпадения t_нс мгновенных значений двух синусоидальных величин A и B. Алгоритм сравнения имеет вид:

-/2  A / B  /2 .

Схема формирования сравниваемых величин A и B состоит из трансформатора напряжения TLV, трансформатора тока TLA и двух сумматоров. Для получения рассмотренных выше характеристик срабатывания необходимо, в общем случае, сравнить по фазе две величины вида:

A = k₁ U_p + k₂ I_p ;

B = k₃ U_p + k₄ I_p .

Рис. 18.2. Принципиальная схема (а) и временные диаграммы (б, в) РС

Коэффициенты k₁ и k₃ принимаются вещественными и реализуются резисторами R3 и R5. Комплексные коэффициенты k₂ и k₄ реализуются соответственно резисторами и конденсаторами: R1, R4, C1 и R2, R6, C2.

Стабилитроны VD1 и VD2 обеспечивают линейный режим работы операционных усилителей (ОУ) А1 и А2 при больших значениях входных сигналов, что необходимо для правильного функционирования сумматоров. Сформированные величины А и В с выходов сумматоров подаются к формирователю импульсов , схема которого содержит:

– максиселектор положительных сигналов (диоды VD3 и VD4), выделяющий наибольший из положительных сигналов ;

– максиселектор отрицательных сигналов (диоды VD5 и VD6), выделяющий наибольший из отрицательных сигналов ;

– делитель напряжения (R9, R11 и R10, R12) ;

ОУ А3 , включенный дифференциально, по отношению к средним точкам делителя.

Правильное функционирование схемы обеспечивается тем , что при совпадении знаков мгновенных значений сравниваемых величин на выходе ОУ А3 появляется положительный потенциал , а при несовпадении - отрицательный.

При несовпадении знаков сравниваемых величин, открыто хотя бы по одному из диодов максиселекторов положительных и отрицательных сигналов. При этом, положительное напряжение открывает диод VD7, а отрицательное – диод VD8. В результате прохождения тока через резистор R9 потенциал инвертирующего входа ОУ А3 увеличивается и становится положительным. Ток, проходящий через резистор R10, снижает потенциал неинвертирующего входа и он становится отрицательным. В результате – на выходе ОУ А3 появляется отрицательный импульс, пропорциональный t_нс.

При совпадении, например, положительных значений сравниваемых величин, максиселектор положительных сигналов выделяет максимальный положительный сигнал, а максиселектор отрицательных сигналов – минимальный положительный сигнал. Потенциал инвертирующего входа ОУ А3 остается положительным, а потенциал неинвертигующего входа – меняет полярность. Он становится тоже положительным, и его значение определяется соотношением сопротивлений резисторов R10 и R12 с учетом падения напряжения на открытом диоде максиселектора отрицательных сигналов. На выходе ОУ А3 появляется положительный импульс , пропорциональный времени t_с. Аналогичный результат получается при совпадении отрицательных значений.

Положительные и отрицательные выходные сигналы формирователя импульсов подаются на вход реагирующего органа, состоящего из выпрямителя VS, ОУ А4, включенного по схеме инвертирующего усилителя и порогового элемента D. Диод VD12 ограничивает отрицательные сигналы на выходе ОУ А4 и тем самым защищает вход порогового элемента D. Положительные и отрицательные сигналы стабилизируются по амплитуде выпрямителем VS и стабилитроном VD10.

При подаче на вход выпрямителя VS отрицательных сигналов открывается диод VD11 и отрицательный сигнал подается на инвертирующий вход ОУ А4. В этом случае диод VD12 закрыт, а конденсатор С4 заряжается в течение времени t_нс, напряжение U_вых на выходе ОУ А4 повышается (рис. 18.2 а, б). При совпадении знаков сравниваемых величин на вход выпрямителя VS подается положительный сигнал, открываются диоды VD9 и VD12, конденсатор С4 разряжается в течение времени t_с. Напряжение U_вых снижается. Если t_нс t_с, то через некоторое время напряжение U_вых достигает значения напряжения срабатывания U_с.р. порогового элемента D и реле срабатывает (рис. 18.2, в).

При близких повреждениях напряжение U_р. близко к нулю. Для устранения мертвой зоны и обеспечения четкой направленности РС с характеристикой, проходящей через начало координат, предусматривается контур “памяти” (на схеме не показан). Он представляет собой активный полосовой фильтр с двойным Т-мостом в цепи отрицательной обратной связи. Благодаря достаточной добротности при трехфазном КЗ вблизи шин затухающее напряжение на выходе фильтра поддерживается в течение времени, вполне достаточного для срабатывания реле.