Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Релейная защита на унифицированных полупроводниковых элементах

..pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
3.48 Mб
Скачать

ветствующее значению емкостного тока замыкания на землю сети, где работает проверяемое присоединение. Ток срабатывания измеряется при двух значениях ча­ стоты подаваемого на фильтр тока: 50 и 150 Гц. Полу­ ченное значение тока срабатывания сравнивается с таб­ личными данными, приведенными в заводской информа­ ции. Оно не должно отличаться от табличных значений больше, чем на 30%.

Приступая к проверке органа выдержки времени модуля, необходимо предварительно установить задан­ ную уставку по времени. На передней стенке модуля поворачивают указатель выдержки времени на деление, определенное по регулировочной кривой выдержек вре­ мени, имеющейся в заводской информации. Если задан­ ное время меньше 2 с, -следует разомкнуть перемычку между конденсаторами, относящимися к настраиваемо­ му органу. Необходимо также убедиться в том, что про­ межуточное реле, через размыкающий контакт которого подключаются конденсаторы к элементу времени, нахо­ дится в обесточенном состоянии.

Измерение выдержки времени производится с по­ мощью обычного электросекундомера. Пуск электросе­ кундомера должен происходить одновременно с подачей единичного сигнала на вход элемента времени. Оста­ нов электросекундомера производится контактом -выход­ ного реле отключения или реле-повторителя узла сигна­ лизации. В последнем случае после каждого измерения надо возвращать реле сигнализации нажатием кнопки «съем», размещенной в модуле питания.

Можно также измерять выдержки времени защиты в полной схеме, подавая одновременно с пуском элек­ тросекундомера в токовые цепи модуля ток, равный примерно двукратному значению тока срабатывания. По результатам измерений производится окончательная корректировка положения указателя уставок. Если по­ ложение указателя при фактически измеренной выдерж­ ке времени сильно отличается от выбранного по регу­ лировочной кривой, то это свидетельствует о неисправ­ ности в цепях органа выдержки времени. Наиболее часто встречающиеся неисправности — это плохой кон­ такт в движке потенциометра или понижение изоляции в зарядной цепи конденсаторов вследствие загрязнения или попадания влаги. Контакт в потенциометре обычно восстанавливается после нескольких поворотов ручки

м

указателя уставок. Для удаления пыли и влаги нужно тщательно вытереть выводы конденсаторов и элемента времени. После устранения дефекта нужно повторить измерение выдержки времени.

При обнаружении в ходе настройки каких-либо не­ исправностей возникает необходимость выявить дефект­ ную деталь или соединение. Ниже даются некоторые общие рекомендации по выявлению дефектов в схемах модулей. Неисправности цепей питания элементов «Ло- гика-Т» и некоторых других узлов модулей обнаружи­ ваются путем измерения потенциалов относительно нулевой шинки в основных точках, имеющихся на кон­ трольном и соединительных разъемах модуля и входя­ щих в него отдельных элементов серии «Логика-Т» при поданных напряжениях питания и смещения. Дефекты в узле питания удобно определять с помощью электрон­ ного осциллографа |"7]. Наблюдая на экране осцилло­ графа форму кривой напряжения на входе и выходе преобразователя и стабилизаторов, можно быстрее уста­ новить причину повреждения. Повышенная пульсация выпрямленного напряжения легко обнаруживается с по­ мощью электронного вольтметра переменного тока.

Одним из наиболее распространенных способов вы­ явления дефектных резисторов и полупроводниковых приборов является измерение сопротивлений [8]. Пра­ вильность включения отдельных диодов и их исправность определяется по величинам их прямого и обратного со­ противления. В зависимости от типа диода прямое сопро­ тивление маломощного диода составляет от нескольких десятков до сотен ом, а обратное — сотни тысяч и более ом. У стабилитронов рекомендуется проверить напряже­ ние стабилизации при наименьшем и наибольшем токе стабилизации по его паспортным данным. Изменение напряжения стабилизации не должно превышать 2—5%. Исправность выпрямительных схем определяется путем измерения коэффициентов выпрямления по току и напря­ жению.

Грубая оценка исправности транзисторов может быть получена при измерении сопротивлений между коллекто­ ром и базой и между эмиттером и базой в запирающем (для транзисторов типа р-п-р плюс омметра присоеди­ няется к базе) и проводящем направлениях. Значение сопротивления в запирающем направлении должно со­ ставлять сотни тысяч ом и более, а сопротивление в про­

82

водящем направлении в зависимости от типа транзисто­ ра — единицы или десятки ом. Кроме того, целесообраз­ но измерить обратный ток коллекторного перехода, ко­ торый при напряжении в несколько вольт должен устой­ чиво держаться в пределах единиц, максимум десятка, микроампер. Работоспособность транзистора оценивает­ ся в первую очередь по значению коэффициента усиле­ ния р. Его можно измерить, подав на отсоединенный от схемы транзистор напряжение от сухой батарейки на 3—4,5 В (плюс батареи присоединяется к эмиттеру). Задавая в базу ток около 0,1 мА через соот­ ветственно подобранный резистор, измеряют ток, полу­ чаемый при этом в цепи коллектора. Отношение тока коллектора к току базы даст искомое значение коэффи­ циента усиления р. Порядок измерений должен быть таким, чтобы замыкание цепи коллектора производилось только после того, как будет установлен ток в базе.

Конденсатор, имеющий пробой или резко понижен­ ную изоляцию между обкладками, может быть также обнаружен при -измерении сопротивлений. У хорошего конденсатора сопротивление утечки должно быть не меньше 150—200 МОм.

При выпаивании и последующей установке деталей следует соблюдать меры, предотвращающие их пере­ грев. В особенности это относится к полупроводниковым приборам. Пайка должна производиться низкотемпера­ турным припоем на расстоянии не менее 5—10 мм от корпуса прибора. Для лучшего отвода тепла вывод со стороны корпуса поддерживают плоскогубцами или пин­ цетом. Паяльник следует хорошо прогреть, чтобы про­ должительность пайки была минимальной. При пайке транзисторов вывод базы должен отсоединяться послед­ ним и присоединяться первым.

Замена любых деталей должна производиться толь­ ко при выключенных источниках питания.

П Р И Л О Ж Е Н И Е

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 220 В

Для электростанций и подстанций, на которых в качестве источ­ ника оперативного тока используется аккумуляторная батарея 220 В, промышленностью выпускаются специальные преобразова­ тельные блоки питания постоянного тока типа БП-400УЗ, обеспе­ чивающие получение напряжения 24 В, необходимого для питания модулей релейной защиты и автоматики на полупроводниковых при­ борах. Такой блок питания имеет выходную мощность 400 Вт и рас­ считан на питание модулей защнтьи и автоматики до 30 «присоеди­ нений 6—10 кВ. Нормальная работа блока обеспечивается прч изме­ нении питающего напряжения 220 В -в диапазоне 0,75—1,1 номи­ нального значения. Допустимое отклонение постоянного выходного напряжения *24 В не превышает I± I10% , а пульсация—3% номи­ нального значения. Нагрузка на блок питания может изменяться от 40 до 400 Вт.

Блок литания БП-400УЗ содержит тиристорный преобразова­ тель постоянного напряжения 220 В в пониженное переменное на­ пряжение частотой около 400 Гц и выпрямитель, на выходе которого получается постоянное напряжение 24 В. Кроме того, ъ блоке -име­ ются узел ступенчатой стабилизации выходного напряжения 24 В, устройство конгрэля изоляции сети 24 В и устройство сигнализации о неисправности блока.

■На рис. 32 показана схема блока питания БП-400УЗ. На его входе имеется конденсатор С4 типа К50 на 300 В. В блоке имеется общий трансформатор Tpl, к первичной обмотке w\ которого под­ ключены основные детали преобразователя: дроссель Др1, тиристо­ ры Да и Дю, коммутирующий конденсатор С5 типа МБГЧ1 на 1000 В и диоды возвратного тока Дч и Дв. Для управления вклю­ чением тиристоров в блоке имеется задающий генератор на 400 Гц. Напряжение .постоянного тока 24 В получается путем выпрямления переменного напряжения, снимаемого с обмотки w В схему вы­ прямления входят диоды; Д 4з л Д ц и фильтр, состоящий из дроссе­ ля Др4 и конденсатора С9 типа -К50 на 60 В.

Остающиеся две обмотки трансформатора Tpl используются: хюг—для ступенчатой стабилизации выходного напряжения и — для литания задающего генератора, а также релейных элементов, усилителей и реле PI и Р2 типа 8Э12 узла ступенчатой стабилиза­ ции выходного напряжения.

«При включении блока напряжение 220 В через резистор Re типа ПТ2 подается на задающий генератор. По -принципу действия он подобен рассмотренному ранее элементу—«преобразователю напря­ жения Т503. Задающий генератор начинает давать прямоугольные

84

ИМпульсы частотой около 4(Ю Гц. поступающие на управляющие электроды тиристоров Дд и Дм.

, Предположим, -что от первого запускающего импульса отпира­ ется тиристор Дд. Замыкается цепь для прохождения тока от источника 220 В через дроссель Др1, обладающий значительным индуктивным сопротивлением, тиристор Да, одну из (половин об­ мотки W\ и диоды Д\—Д&. Ток, проходящий через обмотку «ч, на­ магничивает сердечник, благодаря чему наводятся соответствую­ щие э. д. с. во второй половине обмотки ач и в остальных обмот ках трансформатора Тр1. К моменту отпирания тиристора Дщ следующим запускающим импульсом конденсатор С5 оказывается за* ряженным, причем отрицательный полюс находится со стороны

Рис. 32. Принципиальная схема блока питания БП-400 УЗ.

/ — питание релейных элементов и усилителей; РЭ1, РЭ2 — элементы типа Т205; У/, У2 — элементы типа Т403.

катода Дю. 'При отпирании Дм конденсатор С5 разряжается через тиристоры Дд и ДмПри этом в тиристоре Дд разрядный ток про­ ходит во встречном по отношению к предшествующему току на­ правлении, что вызывает запирание тиристора Дд. После этого на­ правление тока в обмотке ич изменяется на ‘противоположное, что в свою очередь приводит к изменению знаков э. д. с., наводимых в остальных обмотках Тр1. Одновременно происходит перезаряд кон­ денсатора С5, так что к моменту подачи очередного запускающего

85

импульса его отрицательный полюс находится со стороны /fie, когда отпирается тиристор Дд, разрядный ток запирает тиристор Лю. За­ тем процесс периодически повторяется с частотой следования за­ пускающих импульсов от задающего генератора.

.После появления выходного напряжения 24 В срабатывает реле РЗ и разрывает свой контакт в цепи резистора Re- Задающий генератор автоматически переходит па питание выпрямленным током от обмотки трансформатора Тр1. Отсюда питается также логи ческая часть реле напряжения PHI ы РН2, управляющих узлом ступенчатой стабилизации выходного напряжения.

Дроссели Др2 и Др39 включенные последовательно с тирис­ торами Дв и Лю, служат для ограничения скорости нарастания тока через тиристоры, а включенные параллельно тиристорам резисторы R 12, R IS типа ПЭВ15 Ru, Ris типа МЛТ1 и конденсаторы' СЗ и С4 типа МБГЧ1, 750 В защищают их от коммутационных перенапря­ жений.

Диоды Дч и Де являются возвратными. Они обеспечивают ог­ раничение величины вторичного напряжения при малых нагрузках блока питания. Возникающие при коммутации тиристоров выбро­ сы напряжения, увеличивающиеся при снижении нагрузки блока, приводят к тому, что напряжение на участках обмотки W\9 связан­ ных соответственно с диодом Дч или Де становится намного больше напряжения источника постоянного тока. Диоды открываются и из­ быток реактивной энергии, накопленный в индуктивных цепях пре­ образователя, возвращается в сеть 220 В.

Действие узла ступенчатой стабилизации выходного напря­ жения заключается в следующем. -В нормальном режиме, когда на­ пряжение на входе преобразователя близко к номинальному, кон­ такты исполнительных реле PI и Р2 обоих полупроводниковых реле минимального напряжения РН2 и РН2 размыкают цель обмотки wz трансформатора TpL Напряжения срабатывания реле PHI и РН2 примерно равны 0,9 и 0,8 номинального напряжения. В случае заметного снижения входного напряжения срабатывает либо одно, либо оба реле минимального напряжения и подключают к диаго­ нали моста «з диодов Д 1—Дь часть или всю обмотку wZ- Напряже­ ние, наведенное в згой обмотке, суммируется с пониженным вход­ ным напряжением и поступает на обмотку w\9 благодаря чему про­ исходит увеличение напряжения на ней и соответственно возрастает выходное напряжение 24 В.

При недопустимом понижении выходного напряжения реле РЗ типа РЭС22 возвращается в исходное состояние и замыкает цепь сигнала неисправности блока.

Сигнализация контроля изоляции сети 24 В выполнена по ти­ повой схеме. Схема контроля состоит из делителя напряжения на резисторах Rig и R20 типа МЛТ1, между средней точкой которого и контуром заземления включено через выпрямительный мост поля­ ризованное реле Р4 типа РП7. При снижении изоляции любого из полюсов ниже 3 кОм реле Р4 срабатывает и дает сигнал.

!По типовой схеме на каждую секцию КРУ или КРУН 6—10 кВ устанавливается два рабочих и один резервный блок питания БП-400УЗ, причем каждый из рабочих блоков связывается со щи­ том постоянного тока 220 В отдельной линией. Предусматривается автоматическое включение резервного блока при отключении ра­ бочего. Для защиты блока от к. з. на его входе устанавливается автоматический выключатель типа АП-50 с расцепителем на 4 А.

86

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Чернобровое Н. В. Релейная защита. М.# «Энергия», 1974, 680 с. с ил.

2.Применение полупроводников в устройствах релейной защи­

ты и системной автоматике. Под общей ред. И. И. Соловьева и

А.М. Федосеева. М., «Высшая школа», 1962, 284 с. с ил.

3.Полупроводники в технике релейной защиты (сборник лек­

ций). М-, Изд. НТО энергетической промышленности, 1958, кн. 1, 190 с.; кн. 2, 152 с.

4.Архипцев Ю. Ф. Бесконтактные элементы автоматики. М., «Энергия», 1972, 87 с.

5.Коковин В. Е. Фильтры симметричных составляющих в ре­

лейной защите. М-, «Энергия», 1968, 88 с.

6.Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам. Под ред. Н. К- Горюнова. М., «Энергия», 1972. 568 с-

7.Мальцев Е. В. Электронный осциллограф и его применение.

М*., «Энергия», 1969, 72 с.

8. Камнев В. Н. Пусконаладочные работы при монтаже элек­ троустановок. М., «Высшая школа», 1972.

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

 

Предисловие

 

 

 

 

3

1. Вводная ч а с т ь ..................................................................

 

 

 

4

2. Физические основы работы полупроводниковых при­

8

боров ...............................................................................

 

 

 

 

3. Полупроводниковыедиоды .........................................................

с

несколькими

13

4. Полупроводниковыеприборы

22

р-п переходами..........................................................................

 

 

 

5. Основные схемные узлы на полупроводниковых при­

 

борах, применяемые в устройствах релейной защиты

33

и а в т о м а т и к и ..........................................................................

 

 

 

6. Источники питания устройств релейной защиты на

52

полупроводниковыхп р и бо р ах ..................................................

присоединений

7. Выполнение

релейной

защиты

59

6—10 кВ на полупроводниковых приборах

. .

8. Обслуживание устройств релейной защиты и авто­

 

матики, выполненных на полупроводниковых прибо­

77

рах .........................................

Преобразовательный

. .

. .

Приложение.

блок

питания

8

постоянного тока 220 В . .

 

 

Список литературы

 

 

 

87

ГЕОРГИЙ ЭММАНУИЛОВИЧ ЛИНТ

Релейная защита на унифицированных полупроводниковых элементах

Редактор Л. С. Зисман

Редактор издательства Э. К. Биленко

Обложка художника В. И. Карпова Технический редактор М. Г. Вишневская

Корректор М. Г. Гулина

ИБ Mb 395

Сдано в набор 19/V 1976г.

Подписано к печати 1/XII 1976 г.

Т-20365

Формат 84x108*7*8

Бумага типографская № 2

Уел печ. л. 4,62

Зак. 668

Уч.-изд. л. 4,69

Тираж 20000 экз.

Цена 17 коп.

Издательство «Энергия», Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10

Московская типография Кг 10 Союзполиграфпрома при Государственом комитете Совета Министров СССР

ро делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Москва. М-114, Шлюзовая наб., 10.