Структурная схема микропроцессорной защиты

Общая структурная схема микропроцессорных защит представлена на рис. 31.

Аналоговые сигналы, полученные от измерительных трансформаторов TA,TV в виде синусоидальных токов и напряжений, после преобразования в промежуточных трансформаторах TLA и TLV и частотных фильтрах ЧФ, превращаются в дискретные и кодируются АЦП, в дальнейшем обрабатываются микропроцессорной системой (МПС), построенной на цифровых микросхемах.

Рис. 31. Общая структурная схема микропроцессорных защит

TLA, TLV – промежуточные трансформаторы тока и напряжения; АЦП – аналогово-цифровые преобразователи; ЧФ - частотный фильтр; МПС – микропроцессорная система; ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь; СУ – сигнальное устройство; РАС – регистрация аварийных событий; ПЭВМ – персональная ЭВМ; I – на отключение выключателей; II – к оперативному персоналу; III – к релейному персоналу

Переменный синусоидальный ток (напряжения) с частотных фильтров ЧФ подается в устройство АЦП, предусмотренное для изменения формы сигнала на дискретную (цифровую). В АЦП измерение значения синусоидального тока (напряжения) происходит в определенные моменты времени t₁,t₂...t_n с интервалом времени Δt (Рис. 32, а). В эти моменты времени фиксируются соответствующие им мгновенные значения, которые используются как дискретные значения синусоидального тока. Полученные таким образом дискретные сигналы через интервалы времени Δt передаются последовательно в моменты времени t₁,t₂...t_n, на ввод МПС в виде двоичного цифрового кода (1, когда есть импульс тока и 0, когда сигнал отсутствует). Эта операция часто называется выборкой. Очень важно, чтобы значения измеряемых дискретных значений тока и напряжения точно соответствовали действительным значениям синусоидам этих величин. Кроме дискретизации по времени предусмотрена дискретизация по значению входной величины по параметру (тока или напряжения), как показано на Рис. 32, б. Момент выборки сигналов определяется мультивибратором, непрерывно с интервалом Δt генерирующим тактовые импульсы.

Гц

- число выборок

- частота наибольшей гармоники

m - число уровней квантования

n - разрядность АЦП; для РЗ принимают n = (12 ÷16)

Рис. 32. Характеристика входной величины (тока или напряжения):

а- дискретизация по времени; б- дискретизация по параметру

Для получения с помощью дискретных сигналов, возможно большей точности представления действительной синусоиды интервал Δt нужно выбирать, возможно, меньше. Однако следует иметь в виду, что при последовательной передаче сигналов это замедляет процесс обработки и ухудшает быстродействие РЗ.

Сигнал с выхода АЦП поступает в устройство обработки информации, каким является МПС. Основным элементом цифровой РЗ является микропроцессор (МП), схема которого позволяет использовать его в качестве вычислительного устройства, производящего арифметические и логические операции, необходимые для выполнения им функций РЗ, представленных алгоритмом действия ее измерительных и логических органов.

Структурная схема цифрового реле тока представлена на Рис. 33. На Рис. 34 представлено структурное построение цифровой защиты.

Рис. 33. Структурная схема цифрового реле тока.

Рис. 34. Структура устройства цифровой защиты.