3tom249

8. ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA ZABEZPIECZENIOWA 500

Rys. 8.19. Uproszczony schemat prostownikowego komparatora amplitudy 1 — detektor zera

Rys. 8.20. Zasada działania koincydencyjnego komparatora fazy

sygnałów wejściowych w układzie mostkowym (rys. 8.19). Bardzo czuły przekaźnik (magnetoelektryczny lub elektroniczny) — zwany detektorem zera — zadziała wówczas, gdy spełniony jest warunek

\UA > ILW    (8.26)

gdzie: U_r — sygnał rozruchowy, U_h — sygnał hamujący.

Komparatory fazy elektromechaniczne buduje się wykorzystując elementy indukcyjne, elektrodynamiczne lub indukcyjno-elektrodynamiczne [8.18,8.19, 8.21,8.22]. Obecnie stosuje się najczęściej komparatory statyczne (elektroniczne). Zazwyczaj są one wykonane jako komparatory koincydencyjne. Porównują one czas, w którym obydwa sygnały mają biegunowości zgodne z czasem, w którym sygnały te mają biegunowości przeciwne (rys. 8.20). Warunkiem działania jest

> T_    (8.27)

co odpowiada zależności

-n/2 < (p < n/2    (8.28)

przy czym <p — kąt fazowy między sygnałami U, oraz U₂.

Konstrukcyjne rozwiązania takich układów mogą być bardzo różne.

Należy podkreślić, że przez mieszanie sygnałów komparatory fazy można zawsze zastąpić komparatorami amplitudy (i odwrotnie). Tak więc, takie same charakterystyki pomiarowe realizuje koincydencyjny komparator fazy o sygnałach wejściowych u, oraz u₂ jak komparator amplitudy z rys. 8.19, w którym

u_r = u, + u₂ 1

(8.29)

Uh = u,-u₂ J

Podobnie takie same charakterystyki, jakie ma komparator amplitudy (rys. 8.19), może zrealizować koincydencyjny komparator fazy, jeśli

u, = u_r+u_h I Ul = u_r-u_h J

8.5.5. Elementy logiczne i czasowe

Elementy logiczne i czasowe mają za zadanie przetworzenie wyników pomiarów na sekwencje działań. Elementy te można podzielić na dwie grupy.

Elementy elektromechaniczne są przekaźnikami elektromagnetycznymi lub rzadziej kontaktronowymi. Podanie napięcia na zaciski takiego przekaźnika — zazwyczaj na skutek działania elementu pomiarowego — powoduje przyciągnięcie zwory i przełączenie zestyków: zestyki normalnie zamknięte otwierają się, a normalnie otwarte — zamykają. Niekiedy istotny jest czas zamykania zestyków; dla przekaźników elektromechanicznych jest rzędu 10¹ ms, dla kontaktronowych zaś — 10° ms. Czas ten może być zmieniony bądź zabiegami konstrukcyjnymi (np. w przekaźnikach prądu stałego przez nałożenie na jarzmo magnetyczne zwartego pierścienia z miedzi o znacznym przekroju), bądź przez tworzenie zewnętrznych układów opóźniających (rys. 8.21).

W przekaźnikach elektromechanicznych ogromne znaczenie mają zestyki — zarówno ich liczba, jak i parametry. Styczki styków są najczęściej wykonane ze srebra w celu zmniejszenia rezystancji przejścia. Zestyki charakteryzują się następującymi parametrami:

—    napięciem znamionowym,

—    trwałym prądem obciążenia,

—    prądem wyłączalnym,

—    dopuszczalną częstością łączeń,

—    średnią liczbą łączeń.

Ze względów łączeniowych, szczególnie ważne jest wyłączanie obwodów o charakterze indukcyjnym, gdyż powoduje powstawanie przepięć i łuku na otwierającym się zestyku. W sytuacjach, w których może to być groźne, stosuje się układy zewnętrzne bocznikujące zestyk lub bocznikujące element wyłączany (rys. 8.22). Dobór wartości elementów bocznikujących R i C zależy od parametrów obwodu przełączanego. Dość typowymi wartościami są: R = 150 O oraz C = 0,2 pF.

Rys. 8.21. Przykłady układu opóźniającego działanie przekaźnika pomocniczego prądu stałego

Rys. 8.22. Przykłady układów zwiększających zdolność wyłączalną zestyku: a) ze zbocznikowanym zestykiem; b, c) ze zbocznikowanym elementem wyłączanym

Specyficznymi przekaźnikami pomocniczymi są przekaźniki czasowe, dokonujące przełączenia swych zestyków z nastawioną zwłoką od chwili podania napięcia na ich zaciski. Najczęściej przekaźniki takie buduje się wykorzystując mechanizmy zegarowe albo stosując miniaturowe silniki synchroniczne przy prądzie przemiennym.

Logiczna struktura stykowa zabezpieczenia sprowadza się ostatecznie do odpowiedniego połączenia zestyków oraz cewek przekaźników, dzięki czemu realizuje się odpowiednią funkcję logiczną.

Elementy statyczne to półprzewodnikowe układy, w których stan sygnału wyjściowego, czyli poziom napięcia wysoki lub niski (jedynka lub zero logiczne) zależy od logicznej funkcji sygnałów wejściowych. Na przykład dla dwóch sygnałów wejściowych A oraz B.