Характеристики преобразователей напряжения

Наименование	Номинальное значение, В	Рабочий диапазон, В	Предельный диапазон, В	Устойчивость к перегрузке (длительно), В	Потребляемая мощность, ВА, не более
ПИН-380		3,5–460	2–500		1,0
ПИН-220		2 – 240	2 – 260		0,5
ПИН-100		1 – 120	1 – 130		0,2
ПИН-60		1 – 80	1 – 85		0,2

 

Модуль аналого-цифрового преобразования

Модуль МАЦП выполняет функции измерительного органа БМРЗ. В состав МАЦП входят 16-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), процессор цифровой обработки сигналов, а также оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) осциллограмм. АЦП осуществляет дискретизацию аналоговых сигналов измерительных преобразователей, то есть преобразование их мгновенных значений в последовательности двоичных кодов. Типовая частота дискретизации АЦП составляет 2400 Гц, т.е. 48 выборок за период частоты сети (в блоке выполняется автоподстройка частоты дискретизации под частоту сети). Кодовые последовательности считываются процессором МАЦП, который и производит их дальнейшую обработку.

Процессор МАЦП обеспечивает цифровую фильтрацию сигналов (выделение первой и/или высших гармонических составляющих сигнала, подавление апериодической составляющей и т. д.) и измерение их действующих значений. В зависимости от исполнения БМРЗ в МАЦП производятся вычисления полного, реактивного сопротивлений, частоты и других параметров. Кроме того, процессор МАЦП контролирует исправность измерительных преобразователей МАС и аналоговых цепей МАЦП. Результаты измерений параметров сигналов и диагностики передаются в модуль центрального процессора.

Модуль центрального процессора

МЦП содержит центральный процессор (ЦП1), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЭППЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), микросхему часов-календаря (Тм), процессор управления дисплеем (ЦП2), драйверы последовательных каналов, буфер и шину обмена с МАЦП и МВВ (BF1), регистры клавиатуры и индикации (светодиодов), схему резервного питания часов-календаря и ОЗУ.

ЦП1 получает значения электрических параметров защищаемого объекта из МАЦП и информацию о состоянии дискретных входов из МВВ. На основании этой информации, а также значений программных ключей и уставок, хранящихся в ЭППЗУ, вырабатываются команды управления выходными реле и светодиодами БМРЗ в соответствии с алгоритмами защиты.

Помимо выполнения функций защиты и автоматики, ЦП1 передает информацию ЦП2 для вывода на жидкокристаллический дисплей, обслуживает клавиатуру пульта, а также обеспечивает обмен по последовательным каналам RS-232 и АСУ.

В энергонезависимом ЭППЗУ хранятся параметры настройки БМРЗ (программ­ные ключи и уставки). Срок хранения при отключенном питании – не менее 5 лет.

Микросхема часов-календаря обеспечивает отсчет текущего времени и даты с возможностью установки времени с пульта или по последовательным каналам.

Схема резервного питания обеспечивает подпитку часов-календаря и ОЗУ, в котором хранится аварийная информация, при отсутствии оперативного тока в течение не менее 200 часов.

Программа центрального процессора заносится в ПЗУ предприятием-изготовителем.

Модуль ввода – вывода

В МВВ могут быть установлены до 16 ячеек входных дискретных сигналов (ЯВх) и до 16 выходных реле.

ЯВх состоит из порогового элемента и высоковольтного оптрона. Оптроны обеспечивают гальваническую развязку и высокую электрическую прочность изоляции между первичной и вторичной цепями. Пороговый элемент предназначен для защиты от ложных срабатываний при замыканиях и утечках в цепях оперативного тока КРУ. В БМРЗ могут устанавливаться ЯВх, характеристики которых приведены в табл. 2.6. По заказу возможна установка специализированных ячеек для подключения счетчиков электрической энергии.

Таблица 2.6

Характеристики ячеек входных дискретных сигналов

Обозна-чение	Род тока	Номинальное напряжение, В	Входной ток, мА	Максимальное напряжение, В	Напряжение срабатывания, В, не более	Напряжение несрабатывания, В, не менее
ЯВх-220	Постоянный		3,5
ЯВх-110	Постоянный		3,5
Яп-100	Переменный		3,5
Яп-220	Переменный		3,5

 

Все входные цепи имеют гальваническую развязку между собой и процессорной частью БМРЗ.

Выходные узлы МВВ содержат ключи, управляющие малогабаритными электромеханическими реле с высокой коммутационной способностью, а также цепи обратной связи, позволяющие системе самодиагностики контролировать исправность ключей, обмоток реле и цепей питания выходных реле. Релейные выходы МВВ имеют аппаратные и программные средства защиты от ложных срабатываний при любой неисправности БМРЗ, а также при воздействии внешних помех и любых перерывах оперативного питания.

В БМРЗ могут устанавливаться реле с замыкающими, размыкающими и переключающими контактами. Количество и типы входных ячеек и выходных реле зависят от исполнения БМРЗ и определяются картой заказа.

Блок питания

Блок питания состоит из двух узлов: узла питания (УП) и узла ввода-вывода (УВВ).

УП преобразует первичное напряжение оперативного питания (переменное, постоянное или выпрямленное) в четыре вторичных напряжения постоянного тока, необходимых для работы модулей БМРЗ: +5 В, +24 В и ±15 В.

Потребление УП от сети не превышает 15 Вт в дежурном режиме и 25 Вт при срабатывании реле.

УП обеспечивает гальваническую развязку между первичными и вторичными цепями, высокое электрическое сопротивление и электрическую прочность изоляции. УП обеспечивает подавление высокочастотных и импульсных помех по сети питания.

УП нечувствителен к изменению полярности постоянного или выпрямленного питающего напряжения. Он обеспечивает нечувствительность БМРЗ к перерывам питания до 0,5 с. При подключении к БП внешнего конденсатора-накопителя (поставляется по отдельному заказу) устойчивость к перерывам питания увеличивается до 10 с.

УВВ обеспечивает установку до 7 дискретных входов и 7 реле и предназначено для увеличения общего количества дискретных входов БМРЗ до 23 и выходных реле до 23. Входные ячейки и выходные реле УВВ такие же, как и в МВВ.

Модуль пульта

Модуль пульта (МП) выполнен в виде печатной платы, на которой установлены жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), узел регулировки контрастности ЖКИ, восемь кнопок управления БМРЗ, восемь светодиодов, разъем “RxTx” для связи с ПЭВМ и ряд вспомогательных элементов.

МП связан с МЦП плоским жгутом.

Особенности цифровой обработки информации

Как отмечалось выше, в ИТП входные аналоговые сигналы тока и напряжения преобразуются в цифровую форму, и вся дальнейшая их обработка производится микропроцессором в цифровом виде. Это позволяет использовать более совершенные алгоритмы обработки сигналов, которые ранее (при использовании аналоговой техники или цифровых микросхем с малым и средним уровнем интеграции) были невозможны. К таким более совершенным алгоритмам можно отнести вычисления по любым математическим формулам, цифровую фильтрацию сигналов, методы цифровой самодиагностики и т.д. В частности, в ИТП типа БМРЗ используются следующие методы повышения точности функционирования защит и повышения надежности функционирования устройства.

Реализация большей точности

Большая точность защит БМРЗ (по сравнению с известными электронными защитами) реализуется за счет использования следующих преимуществ микропроцессорной техники:

более точных методологических принципов обработки сигналов;

высокой точности аналого-цифрового преобразования сигналов тока и напряжения (используется 16-разрядный АЦП с приведенной погрешностью менее 0,01% и частотой дискретизации 2400 Гц, т.е. 48 выборок за период частоты сети);

выполнения всех последующих цифровых преобразований без потери точности.

Два последних преимущества достаточно очевидны, однако первое нуждается в пояснениях. Основные методологические принципы обработки сигналов, используемые в электронных и микропроцессорных защитах, приведены в табл. 2.7.

 

Таблица 2.7