Типовые релейные схемы

Наиболее широкое применение получили следующие типовые релейные схемы:

1. Самоблокировки.

2. Взаимной блокировки.

3. Экономичного включения.

4. Искробезопасного включения.

5. Замедления (реле времени).

В схеме самоблокировки реле при кратковременном замыкании кнопки SB1 Пуск реле срабатывает (рис. 7.6) и своим замыкающим контактом блокирует цепь питания этой кнопки, благодаря чему последующее отпускание кнопки SB1 не приведет к отключению реле. Для отключения реле необходимо разорвать общую цепь питания нажатием кнопки SB2.

Схема взаимной блокировки, показанная на рис.7.7, не допускает одновременного включения реле, так как в цепь обмотки каждого реле введен размыкающий контакт другого реле.

Рис. 7.6. Релейная схема самоблокировки

Необходимость взаимной блокировки встречается в схемах, предохраняющих от возможной аварии. Например, одно реле служит для включения двигателя в прямом направлении вращения, а другое — на реверс.

Рис. 7.7. Релейная схема взаимной блокировки

Рис. 7.8. Схема и график экономичного включения реле

На рис.7.8 показаны схема и график экономичного включения реле. Если в обычных схемах реле срабатывает при напряжении срабатывания Uср и остается в этом состоянии при таком напряжении за счет цепи самоблокировки, то в рассматриваемой схеме реле, срабатывающее также при напряжении Uср, при отпускании кнопки SB1 остается в рабочем состоянии через цепь резистора R при напряжении U

р. На графике видно, что Uср> Uр, поэтому и потребление энергии в рабочем состоянии реле намного меньше, чем в ранее рассмотренных схемах. Необходимым условием работы схемы является Uр> Uот, в противном случае при отпускании кнопки SB1 реле будет отключаться.

Отличительная особенность схемы искробезопасного включения реле, широко применяющейся в различной рудничной и шахтной аппаратуре автоматизации (рис. 7.9), заключается в том, что цепь питания реле осуществляется искробезопасным напряжением Uиск.

Искробезопасные параметры цепи питания достигаются выполнением обмотки II проводом высокого удельного сопротивления или включением в цепь питания ограничительного резистора R2. В исходном положении при поданном питании реле К не работает, так как Uср> Uр. При нажатии кнопки SB1 реле срабатывает и остается во включенном состоянии. При этом выполняется соотношение U

ср> Uр > Uот. Через обмотку реле протекает однополупериодный постоянный ток, второй полупериод закорачивается в цепи искробезопасного напряжения через диод VD1. Сопротивление обмотки реле однополупериодному току мало и реле работает устойчиво.

Рис. 7.9. Схема искробезопасного включения реле

При нажатии кнопки SB2 сопротивление обмотки реле для переменного тока возрастает, реле отключается и схема возвращается в исходное положение. Следует отметить, что когда работает реле К, диод VD1 переводит его в режим замедления — реле времени (за счет ЭДС самоиндукции, которая действует от однополупериодного тока в обмотке), что предотвращает вибрацию якоря реле.

На рис.7.10 показана схема замедления срабатывания реле с помощью шунтирования его обмотки конденсатором. В этом случае при замыкании ключа заряд конденсатора происходит за определенный промежуток времени.

Рис. 7.10. Схема замедления срабатывания реле

В схеме на рис.7.11 время отпускания реле увеличивается за счет того, что при размыкании ключа в цепи, состоящей из параллельного соединения обмотки реле, конденсатора и резистора, некоторое время сохраняется ток разряда конденсатора.

Рис. 7.11. Схема увеличения времени отпускания реле

Чтобы переходный процесс в этой цепи имел апериодический характер, применяют достаточно большую емкость конденсатора и большое значение сопротивления резистора.

studfiles.net

Типовые релейные схемы

Наиболее широкое применение получили следующие типовые релейные схемы:

1. Самоблокировки.

2. Взаимной блокировки.

3. Экономичного включения.

4. Искробезопасного включения.

5. Замедления (реле времени).

В схеме самоблокировки реле при кратковременном замыкании кнопки SB1 Пуск реле срабатывает (рис. 7.6) и своим замыкающим контактом блокирует цепь питания этой кнопки, благодаря чему последующее отпускание кнопки SB1 не приведет к отключению реле. Для отключения реле необходимо разорвать общую цепь питания нажатием кнопки SB2.

Схема взаимной блокировки, показанная на рис.7.7, не допускает одновременного включения реле, так как в цепь обмотки каждого реле введен размыкающий контакт другого реле.

Рис. 7.6. Релейная схема самоблокировки

Необходимость взаимной блокировки встречается в схемах, предохраняющих от возможной аварии. Например, одно реле служит для включения двигателя в прямом направлении вращения, а другое — на реверс.

Рис. 7.7. Релейная схема взаимной блокировки

Рис. 7.8. Схема и график экономичного включения реле

На рис.7.8 показаны схема и график экономичного включения реле. Если в обычных схемах реле срабатывает при напряжении срабатывания Uср и остается в этом состоянии при таком напряжении за счет цепи самоблокировки, то в рассматриваемой схеме реле, срабатывающее также при напряжении Uср, при отпускании кнопки SB1 остается в рабочем состоянии через цепь резистора R при напряжении Uр. На графике видно, что Uср> U

р, поэтому и потребление энергии в рабочем состоянии реле намного меньше, чем в ранее рассмотренных схемах. Необходимым условием работы схемы является Uр> Uот, в противном случае при отпускании кнопки SB1 реле будет отключаться.

Отличительная особенность схемы искробезопасного включения реле, широко применяющейся в различной рудничной и шахтной аппаратуре автоматизации (рис. 7.9), заключается в том, что цепь питания реле осуществляется искробезопасным напряжением Uиск.

Искробезопасные параметры цепи питания достигаются выполнением обмотки II проводом высокого удельного сопротивления или включением в цепь питания ограничительного резистора R2. В исходном положении при поданном питании реле К не работает, так как Uср> Uр. При нажатии кнопки SB1 реле срабатывает и остается во включенном состоянии. При этом выполняется соотношение Uср> Uр > Uот

. Через обмотку реле протекает однополупериодный постоянный ток, второй полупериод закорачивается в цепи искробезопасного напряжения через диод VD1. Сопротивление обмотки реле однополупериодному току мало и реле работает устойчиво.

Рис. 7.9. Схема искробезопасного включения реле

При нажатии кнопки SB2 сопротивление обмотки реле для переменного тока возрастает, реле отключается и схема возвращается в исходное положение. Следует отметить, что когда работает реле К, диод VD1 переводит его в режим замедления — реле времени (за счет ЭДС самоиндукции, которая действует от однополупериодного тока в обмотке), что предотвращает вибрацию якоря реле.

На рис.7.10 показана схема замедления срабатывания реле с помощью шунтирования его обмотки конденсатором. В этом случае при замыкании ключа заряд конденсатора происходит за определенный промежуток времени.

Рис. 7.10. Схема замедления срабатывания реле

В схеме на рис.7.11 время отпускания реле увеличивается за счет того, что при размыкании ключа в цепи, состоящей из параллельного соединения обмотки реле, конденсатора и резистора, некоторое время сохраняется ток разряда конденсатора.

Рис. 7.11. Схема увеличения времени отпускания реле

Чтобы переходный процесс в этой цепи имел апериодический характер, применяют достаточно большую емкость конденсатора и большое значение сопротивления резистора.

studfiles.net

Релейные схемы (температура, звук, свет, влажность)

   Релейные схемы используются в системах авторегулирования: для поддержания заданной температуры, освещенности, влажности и т.д. Подобные схемы, как правило, похожи и в качестве обязательных узлов содержат датчик, пороговую схему и исполнительное или индикаторное устройство (см. список литературы). Релейные схемы реагируют на превышение контролируемого параметра над заданным (установленным) уровнем и включают исполнительное устройство (реле, электродвигатель, тот или иной прибор). Также возможно оповещение звуковым или световым сигналом о факте выхода контролируемого параметра за пределы допустимого уровня.

   Термореле (рис. 16.1) выполнено на основе триггера Шмитта. В качестве датчика температуры используется терморезистор (резистор, сопротивление которого зависит от температуры). Потенциометр R1 устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. Его регулировкой добиваются срабатывания исполнительного устройства (реле К1) при изменении сопротивления терморезистора.

   

   Рис. 16.1

   В качестве нагрузки в этой и других схемах этой главы может быть использовано не только реле, но и слаботочная лампа накаливания. Можно включить светодиод с последовательным токоограничивающим резистором величиной 330…620 Ом, генератор звуковых колебаний, электронную сирену и т.д. При использовании реле контакты последнего могут включать любую электрически изолированную от цепи датчика нагрузку: нагревательный элемент либо, напротив, вентилятор.

   Для защиты выходного транзистора от импульсов напряжения, возникающих при коммутации обмотки реле (индуктивной нагрузки), необходимо включать параллельно обмотке реле полупроводниковый диод.

   Так, на рис. 16.1 анод диода должен быть соединен с нижним по схеме выводом обмотки реле, катод — с шиной питания. Вместо диода с тем же результатом может быть подключен стабилитрон или конденсатор.

   Термореле [МК 6/82-3] (рис. 16.4) имеет выходной каскад с самоблокировкой на тиристоре. Это приводит к тому, что после срабатывания схемы выключить сигнализацию можно только после кратковременного отключения питания устройства. Термореле (рис. 16.6), или, говоря точнее, термоиндикатор, выполнен по мостовой схеме [ВРЛ 83-24]. Когда мост сбалансирован, ни один из светодиодов не светится. Стоит температуре повыситься, включится один из светодиодов. Если температура, напротив, понизится, загорится другой светодиод. Чтобы различать, в какую сторону изменяется температура, для индикации ее повышения можно использовать светодиод красного свечения; для индикации понижения — светодиод желтого (или зеленого) свечения. Для балансировки схемы вместо резистора R2 лучше включить потенциометр.

   

   Рис. 16.2

   Фотореле (рис. 16.2) отличается от термореле (рис. 16.1) тем, что вместо терморезистора использован фоточувствительный прибор (фотодиод или фотосопротивление). Схема фотореле, показанная на рис. 16.5, содержит двухкаскадный усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторах разного типа проводимости. При изменении электрического сопротивления фотодиода и, соответственно, смещения на базе транзистора VT1, увеличится коллекторный ток выходного транзистора усилителя VT2, и напряжение на резисторе R2 возрастет. Как только это напряжение превысит напряжение пробоя порогового элемента — полупроводникового стабилитрона VD2, включится оконечный каскад на транзисторе VT3, управляющий работой исполнительного механизма (реле). Использование в схеме порогового элемента (полупроводникового стабилитрона) повышает четкость срабатывания фотореле.

   Фотореле (рис. 16.7) является таковым не в полной мере, поскольку реагирует на изменение освещенности плавным изменением частоты генерируемых колебаний [B.C. Иванов]. В то же время это устройство может работать совместно с измеряющими частоту приборами, частотно-избирательными реле, сигнализировать высотой звукового сигнала об изменении освещенности, что может быть весьма актуально для слабовидящих (см. также рис. 6.9).

   

   Рис. 16.3

   Реле влажности или реле уровня жидкости (рис. 16.3) так же, как и некоторые из вышеприведенных схем (см., например, рис. 16.1, 16.2) выполнено на основе триггера Шмитта [МК 2/86-22]. Порог срабатывания устройства устанавливают регулировкой потенциометра R3. Контакты датчика влажности выполнены в виде медного (Си) и железного (Fe) стержней, погруженных в землю. При изменении содержания влаги в земле электропроводность среды и сопротивление между электродами меняются. С увеличением смещения на базе транзистора VT1 он открывается. Коллекторный и эмиттерный токи транзистора возрастают, что приводит к росту напряжения на потенциометре R3 и, соответственно, к переключению триггера. Реле срабатывает. Устройство может быть настроено на уменьшение электропроводности земли ниже заданной нормы. Тогда, при срабатывании исполнительного устройства, включается система автоматического полива земли (растений).

   

   Рис. 16.4

   

   Рис. 16.5

   

   Рис. 16.6

   

   Рис. 16.7

   

   Рис. 16.8

   Реле времени (рис. 16.8) описано в книге П. Величкова и В. Христова (Болгария). Кратковременное нажатие на кнопку SA1 разряжает времязадающий конденсатор С1 и устройство начинает «отсчет времени». В процессе заряда конденсатора напряжение на его обкладках плавно увеличивается. В итоге, через некоторое время реле сработает, и включится исполнительное устройство. Скорость заряда конденсатора, а, следовательно, и время выдержки (время экспозиции) можно изменять потенциометром R1. Реле обеспечивает максимальное время экспозиции до 10 сек при указанных на схеме параметрах элементов. Это время может быть увеличено за счет увеличения емкости конденсатора С1, либо сопротивления потенциометра R1.

   Стоит отметить, что для столь простых схем «аналоговых» таймеров стабильность временного интервала невелика. Кроме того, нельзя до бесконечности наращивать емкость времязадаю-щего конденсатора, поскольку заметно возрастает его ток утечки. Такой конденсатор неприемлем в схемах «аналоговых» таймеров. Существенно увеличить время экспозиции за счет сопротивления потенциометра R1 также нельзя, поскольку входное сопротивление последующих каскадов, если только они не выполнены на полевых транзисторах, невелико.

   Аналоговые таймеры (реле времени) широко используют при фотопечати, для задания времени выполнения каких-либо процедур. Несколько схем таймеров рассмотрено в главах 18 и 25. Эти устройства используются, например, для получения воды, ионизированной серебром.

   Реле напряжения (рис. 16.9, 16.10) используются для контроля заряда или разряда элементов питания, аккумуляторов, контроля напряжения питания, поддержания напряжения на заданном уровне. Схемы, описанные в книге П. Величкова и В. Христова, предназначены для контроля разряда (рис. 16.9) или перезаряда (рис. 16.10) аккумулятора.

   

   Рис. 16.9

   

   Рис. 16.10

   При необходимости напряжение срабатывания этих устройств может быть изменено. Порог срабатывания задается типом стабилитрона. Для изменения в небольших пределах порога срабатывания подобных реле последовательно со стабилитроном можно включать 1 — 3 германиевых Щ9) или кремниевых (КД503, КД102) диодов в прямом направлении.

   Катоды диодов должны «смотреть» в сторону базы входного транзистора. Германиевый диод смещает порог срабатывания примерно на 0,3 В, а кремниевый — на 0,5 В. Для цепочки из двух, трех диодов эти значения удваиваются (утраиваются). Промежуточные значения напряжений можно получить при последовательном включении германиевого и кремниевого диодов (0,8 В).

   

   Рис. 16.11

   

   Рис. 16.12

   Акустическое реле (рис. 16.11, 16.12) используют для контроля уровня шума, а также в составе систем охранной сигнализации [Б.С. Иванов, М 2/96-13]. Помимо прочего, такие схемы часто используют в системах связи — в устройствах голосового управления каналом связи. Так, при разговоре автоматически и без вмешательства оператора происходит переключение радиостанции или линии связи с приема на передачу. Устройство содержит датчик звукового сигнала — микрофон, в качестве которого можно использовать обычный микротелефонный капсюль, усилитель низкой частоты, детектирующее и исполняющее (релейное) устройство.

   Коэффициент усиления УНЧ определяет чувствительность акустического реле. На микрофон может быть установлен звукоулавливающий рупор для повышения направленных свойств акустического реле. Резонансный фильтр, включенный после УНЧ, позволяет акустическому реле реагировать только на звук определенной частоты и игнорировать остальные звуки.

   

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

nauchebe.net

4. Структурная схема и основные органы релейной защиты

Структурные схемы применяются для изображения общей структуры устройств релейной защиты и автоматики без выделения отдельных реле и других аппаратов. Они изображаются не с помощью условных обозначений, а в виде целых узлов или органов устройства и взаимных связей между ними. Узлы и связи между органами изображаются прямоугольниками, в которые помещаются надписи и условные индексы, поясняющие функциональное назначение данного узла или органа. Примером структурной схемы может быть схема и изображенная на рисунке 1.7.

Основные органы релейной защиты.

Релейная защита для выполнения функций, соответствующих её назначению, состоит, как правило, из измерительных (пусковых) органов и логической части.

Измерительные (пусковые) органы непосредственно и непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого оборудования и реагируют на возникновение к.з. или нарушения нормального режима работы.

Логическая часть представляет собой схему, которая запускается измерительными (пусковыми) органами и формирует команды на отключение выключателей мгновенно или с выдержкой времени, запускает другие устройства, подаёт сигналы и производит прочие предусмотренные алгоритмом защиты действия.

Любую схему релейной защиты можно представить в виде функциональной схемы, приведенной на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 – Структурная схема релейной защиты.

Информация о состоянии защищаемого объекта (обычно в качестве контролируемых параметров выступает ток и напряжение) поступает на вход измерительного органа ИО от измерительных преобразователей ИП, в качестве которых обычно применяются трансформаторы тока и напряжения.

Измерительные органы непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого объекта (ИО включают в себя реле тока, напряжения, мощности, сопротивления, частоты).

Логический орган защиты ЛО (логическая часть) обрабатывает сведения, поступившие от измерительного органа и формирует управляющее воздействие через исполнительные элементы ИЭ на коммутационную аппаратуру (выключатели В), звуковую и световую сигнализацию. (Логическая часть состоит в основном из реле времени и промежуточных реле).

Сигнальный орган СО фиксирует срабатывание защиты в целом или её отдельных элементов. (Сигнальный орган обычно выполняется с помощью указательных реле).

5. Оперативный ток

Реле косвенного действия воздействуют на включение и отключение выключателей через специальные включающие и отключающие электромагниты путём подачи в них тока, называемого оперативным током.

Оперативный ток также используется для питания вспомогательных реле в схемах релейной защиты и автоматики (промежуточных, реле времени, указательных), а также для работы световой и звуковой сигнализации

Таким образом, оперативным током называется ток, питающий цепи дистанционного управления выключателями, оперативные цепи релейной защиты, автоматики и различные виды сигнализации.

Источники оперативного тока должны обеспечивать высокую степень надёжности, быть постоянно готовы к действию и обеспечивать необходимую величину напряжения или тока в обмотках электромагнитов включения и отключения коммутационных аппаратов (выключателей и разъединителей).

Для управления выключателями и питания устройств РЗА в электроустановках используются два вида оперативного тока: постоянный и переменный.

Постоянный оперативный ток

Основными источниками постоянного оперативного тока являются аккумуляторные батареи (АБ) с зарядными устройствами. Стандартными величинами номинальных напряжений постоянного оперативного тока приняты 24, 48, 110 и 220 В.

Для питания устройств РЗА, управления выключателями, аварийной и предупредительной сигнализации, а также других устройств, требующих независимого источника постоянного тока создаётся распределительная сеть (рисунок 1.12). Для заряда АБ используются зарядные агрегаты выпрямительные или электромашинные.

Распределительная сеть постоянного оперативного тока делится на отдельные участки так, чтобы повреждение на одном из них не нарушало работу других.

Все потребители оперативного тока делятся по степени их ответственности на категории. Наиболее ответственными потребителями являются цепи оперативного тока релейной защиты, автоматики и катушек отключения выключателей, питаемые от шинок управления ШУ. Вторым очень важным участком являются цепи катушек включения, питаемые от отдельных шинок ШВ вследствие больших токов, потребляемых катушками включения масляных выключателей. Третьим, менее ответственным потребителем оперативного тока, является сигнализация, питающаяся от шинок ШС.

Обычно питание ответственных цепей осуществляется от двух аккумуляторных батарей работающих на разные секции щитов постоянного тока.

На каждой линии, отходящей от шин щита постоянного тока, устанавливаются автоматические выключатели (или предохранители) осуществляющие защиту сети при к.з. на отходящих линиях.

Ток к.з. определяется по формуле:

, где е – э.д.с. одного элемента батареи, В; Rэ – внутреннее сопротивление одного элемента батареи, Ом; n – число элементов в цепи разряда, шт.;

– сопротивление цепи от шин батареи до места к.з. в оба конца, Ом.

ℓ – расстояние по трассе кабеля от шин батареи до места к.з., м; γ – удельная проводимость, равная примерно 57 для меди и 34 для алюминия; м/Оммм2; S – сечение жил кабеля, мм2.

Нарушение изоляции относительно земли сети постоянного тока может привести к замыканиям на землю и образованию обходных цепей и ложным отключением оборудования, поэтому щиты постоянного тока оборудуются устройствами контроля изоляции, осуществляющими непрерывный контроль состояния изоляции сети постоянного тока относительно земли. В нормальных условиях, когда сопротивления изоляции каждого полюса относительно земли R(+) и R(-) одинаковы, напряжение каждого полюса относительно земли равно половине напряжения между полюсами, т.е. U(+) =U(-) = 0,5U.

Если один из полюсов, например (+), замкнётся на землю, т.е. R(+) = 0, то соответственно U(+) также станет равным нулю, а напряжение U(-) возрастёт до полного напряжения между полюсами,

т.е. U(+) = 0 и U(-) = U. Следовательно, при снижении сопротивления изоляции на одном из полюсов напряжение этого полюса относительно земли, равное в нормальном режиме 0,5U, понижается, а напряжение другого полюса относительно земли увеличивается на ту же величину.

Сопротивление изоляции сети относительно земли определяют по формулам:

; ,

где Rв – внутреннее сопротивление вольтметров;

В эксплуатации могут использоваться и другие устройства контроля изоляции, в том числе и автоматически действующие на предупредительный сигнал при снижении изоляции сети до определенного значения.

Аккумуляторные батареи являются независимыми наиболее надёжными источниками оперативного тока и поэтому они нашли широкое применение на электростанциях и подстанциях для питания оперативных цепей релейной защиты, автоматики и управления выключателями. Однако аккумуляторные батареи имеют высокую стоимость, требуют специальное помещение и наличие зарядного устройства; а обслуживать их должен специально обученный квалифицированный персонал. Кроме того, выполнение распределительной сети постоянного тока требует большого количества контрольного кабеля. В России питание оперативных цепей от источников постоянного оперативного тока получило распространение на электростанциях и на подстанциях напряжением 110 кВ и выше.

Переменный оперативный ток

Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение сети. При этом в качестве источников переменного оперативного тока служат: трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд. Трансформаторы тока являются надёжным источником питания оперативных цепей защит от к.з. При к.з. ток и напряжение на зажимах трансформатора тока увеличиваются и следовательно возрастает мощность трансформаторов тока чем обеспечивается надёжное питание оперативных цепей. Схема питания оперативных цепей защиты переменным оперативным током непосредственно от трансформаторов тока показана на рисунке 14 а). В нормальном режиме катушка отключения выключателя 2 зашунтирована контактами реле 1 и ток в ней отсутствует. При к.з. реле 1 срабатывает, его контакты размыкаются, и ток от трансформаторов тока поступает в катушку отключения 2, приводя её в действие. Однако трансформаторы тока не обеспечивают необходимой мощности при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся увеличением тока. Их нельзя использовать для питания устройств релейной защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, защит от витковых замыканий электрических машин и для защит от ненормальных режимов электроустановок, таких как повышение или понижение напряжения и понижение частоты. В этих случаях в качестве источников оперативного тока должны использоваться трансформаторы напряжения или трансформаторы собственных нужд. Схема питания оперативным током от трансформатора напряжения и от трансформатора собственных нужд приведена на рисунке 1.14 б), в). Схема б) применяется для питания оперативных цепей защит, а для питания цепей управления выключателями обычно используется схема в), где для питания цепей управления используется выпрямленный ток.

Рисунок 1.14 – Схема питания оперативных цепей защиты переменным оперативным током

а) непосредственно от трансформаторов тока; б) от трансформаторов напряжения; в) от трансформатора собственных нужд

Однако, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд непригодны для питания оперативных цепей защит от к.з. т.к. при к.з. напряжение сети резко снижается, и они могут использоваться для таких защит как, например, защиты от перегрузки, от замыканий на землю, повышения напряжения и др.

studfiles.net

Релейная схема – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Релейная схема

Cтраница 1


Релейные схемы разделяются на однотактные и многотактные. В однотактных схемах работа исполнительных элементов всегда определяется состоянием приемных элементов, в многотактных промежуточные релейные элементы работают в определенной последовательности, и состояние схемы зависит от предыдущей комбинации значений входных переменных.  [2]

Релейная схема использует два реле, получившие название пульс-пары. В последних схемах используют кодовые реле с замедленным действием на срабатывание и на возврат. Релейная схема работает следующим образом. При подключении к шинке () ЕР одной из ламп приходит в действие реле КЫ ( его обмотка включается последовательно с сигнальной лампой), свечение лампы практически отсутствует. От контактов КЫ срабатывает реле KL2 и шунтирует обмотку КЫ. При этом лампы загораются ярким светом. После этого его обмотка опять включается последовательно с лампой; последняя гаснет и цикл повторяется.  [3]

Релейные схемы состоят из пяти компонентов ( табл. 4.14): переменная и ее дополнение, йачало и конец ветвления параллельной цепи и символ присвоения результата.  [4]

Релейная схема представляет собой две вертикальные шины питания, между ними расположены горизонтальные цепи, образованные контактами и обмотками реле. Количество контактов в цепи произвольно, реле одно. Если последовательно соединенные контакты замкнуты, ток. При необходимости можно включить параллельно несколько реле, последовательное включение не допускается.  [6]

Релейные схемы изображаются в двух видах: 1) контактные системы и реагирующие органы изображаются в виде графических символов или 2) те же элементы обозначаются буквенными символами.  [7]

Релейные схемы играют весьма важную роль в автоматической телефонии. Разработка релейных схем является задачей большой сложности и составляет сущеспвенную часть в общем объеме работ по созданию телефонной аппаратуры.  [8]

Релейные схемы, в которых нет элементов памяти и у которых значения сигналов на выходах однозначно определяются значениями сигналов на входах в тот же момент времени, называются однотактными.  [9]

Релейная схема обеспечивает проводимость тока только в одном направлении: газопровод – рельс и не допускает обратного стекания токов из рельсов в газопровод.  [11]

Релейные схемы являются электрическими схемами, в которых при изменении входного параметра ( напряжения, тока) выходной параметр изменяется окачком.  [12]

Релейные схемы – электрические схемы, у которых в установившемся режиме потенциал любой точки может иметь только два различных значения. Изменение режима в таких схемах производится, как правило, посредством скачкообразного изменения параметров их цепей.  [13]

Релейные схемы часто употребляются там, где требуется большее число уровней корректирующего сигнала.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Логические схемы РЗА | Проект “РЗА”

С появлением микропроцессорных терминалов и контроллеров в жизнь энергетиков прочно вошли логические схемы. Это наиболее точный способ описать принципы работы современной релейной защиты, когда на принципиальной схеме множество элементов заменены одним “черным ящиком”.

Если вы хотите работать релейщиком, то вам необходимо уметь читать логические схемы также хорошо, как и принципиальные. Скажу больше – если вы имеете дело с микропроцессорной защитой и автоматикой, то принципиальная схема не имеет никакого смысла без логической. Одна является обязательным продолжением другой.

К счастью, научиться читать логические схемы достаточно просто, особенно если вы раньше работали с “электромеханикой”. Это так потому, что логические элементы можно заменить на небольшие релейно-контактные схемы, которые может прочесть любой релейщик.

Сегодня мы поговорим как раз о том, как это сделать.

Итак, рассматриваем пять наиболее распространенных логических элементов, создаем их схемы замещения на привычных контактах и катушках реле, а после рассматриваем пример перевода большой логической схемы в электромеханическую.

Статья будет полезна как начинающим релейщикам, так и тем, кто переходит с “электромеханики” на микропроцессорную релейную защиту. Поехали!

Наличие сигнала на определенном участке логической схемы обозначается как “1”, а отсутствие – как “0”. Для релейно-контактной схемы аналогия будет следующая: “1” – наличие оперативного напряжения на участке цепи (например, на катушке реле), а “0” – отсутствие напряжения.

В обычных схемах оперативное напряжение подается на участок цепи при помощи контакта (реле, ключа, блок-контакта и т.д.) Это означает, что логические элементы можно заменить контактами, соединенными определенным образом. Сделаем это.

Самые распространенные элементы, которые вы найдете в любой логической схеме – это “ИЛИ”, “И”, “НЕ”, “ТРИГГЕР” и “ТАЙМЕР”. Пороговые элементы (сравнение с уставкой) пока трогать не будем, для упрощения.

Логическое сложение «ИЛИ»

Правило работы «ИЛИ»: если на каком-либо одном или на обоих входах есть логическая «1», то на выходе тоже появится «1».

Для пояснения приведем Табл.1, где в первом и втором столбцах указаны значения входных сигналов, а в третьем — значение выходного. Как видно, при наличии хотя бы одного входного сигнала, мы получаем сигнал на выходе.

Какой релейно-контактной схеме это соответствует? Конечно параллельному соединению контактов (см. Рис.1) При этом контакты имитируют наличие/отсутствие входного сигнала, а катушка реле — выходной сигнал.

Вместо катушки может быть подключен следующий элемент, если наш элемент «ИЛИ» не является последним.

Стоит отметить, что входных сигналов у элемента «ИЛИ» может быть 2 и более (неограниченно).

Логическое умножение «И»

Правило работы «И»: на выходе появится «1», только если на обоих входах будут логические «1», в противном случае на выходе всегда будет «0».

Таблица 2 показывает зависимость между входными и выходными сигналами.

Элемент «И» соответствует последовательному соединению контактов — см. Рис.2

Логическая инверсия «НЕ»

Правило работы «НЕ»: если на входе присутствует «1», то на выходе будет «0», и наоборот. Инверсия меняет сигнал на противоположный.

Зависимости входного и выходного сигнала указаны в Табл. 3

Построить релейно-контактную схему для элемента «НЕ» сложнее, чем для первых двух. Здесь требуется применить промежуточное реле Х, с нормальнозамкнутым контактом — см. схему на Рис. 3.

Когда контакт А замыкается, контакт Х размыкается и обесточивает катушку С. И наоборот. Таким образом, мы получили релейно-контактную схему замещения инверсии.

RS-триггер

Триггер является элементарной ячейкой памяти, т.е. этот элемент запоминает значение выходного сигнала даже при исчезновении входного.

Правила работы «RS-триггера»:

При появлении на входе S логической «1», на выходе Т появится «1», но только если на входе R будет логический «0» (нет сигнала). При исчезновении сигнала на входе S, сигнал на выходе Т останется равным «1», т.е. триггер запомнит свое состояние. Сигнал на выходе Т сбросится только тогда, когда мы подадим «1» на вход R.

Вход R обнуляет состояние триггера, т.е. когда на нем «1», то на выходе Т всегда «0», независимо от сигнала на входе S.

Можно еще сказать, что триггер «взводится» по S, а «сбрасывается» по R, причем приоритетным является именно вход R.

Таблица 4 показывает зависимости сигналов на входах и выходе триггера. Обратите внимание, на то, что если на обоих входах триггера «0», то состояние на выходе мы знать не будем. Для этого нужно провести анализ предыдущих воздействий.

Схема замещения триггера приведена на Рис. 4. Эффект запоминания достигается применением схемы самоподхвата промежуточного реле. Когда контакт А замыкается, промежуточное реле Y одним своим контактом воздействует на выходное реле С, а другим подхватывает свое срабатывание. При этом реле Y остается сработавшим даже при размыкании контакта А.

Приоритетный сброс триггера организуется при помощи размыкающего контакта В (R),который включается последовательно с катушкой реле Y.

Таймер

Таймер соответствует схеме с реле времени на Рис. 5. Думаю, здесь подробные пояснения не нужны.

Укрупненные схемы замещения

Если логическая схема состоит из нескольких элементов, то можно набирать релейно-контактную схему последовательно включая схемы замещения.

На Рис.6 показана схема замещения для последовательно включенных элементов «ИЛИ» и «НЕ»

Построение комплексной схемы замещения

Ниже приведен видеоролик, в котором показан пример построения схемы замещения относительно большой логической схемы.

Заключение

Если вы имели дело только с электромеханическими реле, а теперь переходите на микропроцессорные терминалы, то вам необходимо уметь читать схемы логики. Любую логическую схему релейной защиты и автоматики можно преобразовать в релейно-контактную принципиальную схему. Для этого нужно последовательно соединить все схемы замещения логических элементов.

После преобразования вы сможете быстро прочитать логику терминала или контроллера и разобраться в их работе. Через несколько примеров вы научитесь читать логические схемы без дополнительных преобразований, что позволит эффективно работать с современной релейной защитой.

Такой метод достаточно трудоемкий для повседневной работы, но полезен на период обучения работе с МП РЗА.

pro-rza.ru

3.2. Язык релейно-контактных схем для программирования контроллеров

Современные ПЛК программируются с помощью пяти языков программирования, описанных в стандарте МЭК 61131-3. Среди них три графических и два текстовых. Язык релейно-контактных схем (LD – Ladder Diagram) является таким графическим языком [13, 14]. Синонимы: релейно-контактная логика, релейная логика, релейные диаграммы, релейно-лестничная логика, многоступенчатая логика. Несмотря на то, что язык LD появился достаточно давно, он до сих пор применяется для программирования ПЛК, хотя используется только для программирования простых задач.

Графический язык релейной логики впервые появился в виде электриче­ских схем, которые состояли из контактов и обмоток электромагнитных реле.

3.2.1. Базовые конструкции релейно-контактных схем.

Программы, написанные на языке LD, состоят из ступеней, которые выполняются ПЛК последовательно, слева направо. Ступень состоит из набора графических элементов (ячеек), ограниченных слева и справа условными шинами питания. Условный ток в цепи ступени протекает слева направо. Правая шина питания на диаграммах не отображается, но подразумевается. Несколько ступеней выполняются ПЛК последовательно сверху вниз. Ступень может содержать несколько строк и колонок, разделенных на две зоны — проверочную зону и зону действий. Простейшие проверочные элементы и элементы действия занимают одну строку и одну колонку ступени.

Набор графических элементов языка LD включает:

  • входы и выходы ПЛК – кнопки, контакты реле, концевые выключатели, сигналы датчиков, индикаторные лампы и т.д.;

  • стандартные управляющие системные функции – таймеры, счетчики и т.д.;

  • арифметические, логические и специальные операции;

  • внутренние переменные ПЛК.

Для использования в логике релейно-контактных схем применяются две системы – комбинационная логика и последовательная логика.

Комбинационная логика релейно-контактной схемы – это цепь, в которой последовательно или параллельно объединяются два или более входных логических элементов и результат передается на выходные логические элементы, например катушки реле, таймеры, счетчики или другие прикладные программы. Пример комбинационной логики приведен на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Релейно-контактная схема комбинационной логики для ПЛК

Дискретные входы ПЛК и результаты выполнения логических операций пред­ставляются в виде условных контактов реле, нормально разомкнутых (нормально открытых, или контактов типа A) и нормально замкнутых (нормально закрытых, инверсных, или контактов типа B). Нормально разомкнутые контакты замыкаются при появлении сигнала на соответствующем входе или истинности поставленного в соответствие данному контакту логического выражения. В цепи 1 на рис. 4.2 используется нормально разомкнутый входной контакт ПЛК X0. Логика работы нормально замкнутых контактов – обратная, он размыкаются при появлении сигнала или истинности логического выражения. В цепи 2 на рис. 4.2 используется нормально замкнутый входной контакт ПЛК X1. В цепи 3 используется несколько входных контактов ПЛК – X2, X3 и X4.

Дискретные выходы ПЛК или результаты выполнения данной ступени представля­ются в виде обмотки реле, питание на которой появляется после прохождения сигнала от левой условной шины питания через все находящиеся на ступени элементы (Y0, Y1, Y2 на рис. 4.2).

На языке LD могут быть запрограммированы ло­гические операции «И» (AND), «ИЛИ» (OR), «НЕ» (NOT) и др. Последова­тельное соединение контактов равнозначно логической операции «И», параллельное «ИЛИ». Операция «НЕ» реализуется инверсным кон­тактом. Ток в обмотке реле по­является после замыкания (размыкания) контактов и выполнения всех логических условий. Для цепи 3 рис. 4.2, а можно записать логическое уравнение функционирования: Y2 = ( (NOT X2) OR X3) AND X4).

Последовательная логика – это цепь с обратной связью. Выходной сигнал со схемы подается в качестве входного на ту же самую схему. Последовательная логика реализует схемы с памятью состояния – выходной сигнал остается в том же состоянии, даже если входной сигнал вернется в исходное (пассивное) состояние. Пример последовательной логики приведен на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Релейно-контактная схема последовательной логики для ПЛК

Схема на рис. 4.3 – это схема самоблокировки реле. При замыкании входного контакта X5 реле Y3 срабатывает, его контакт Y3 замыкается и блокирует контакт X5. В этом состоянии контакт X5 может и разомкнуться, реле Y3 все равно останется во включенном состоянии. Выключение реле происходит при размыкании нормально замкнутого контакта X6, при этом контакт реле Y3 размыкается и схема возвращается в исходное состояние, замыкание контакта X6 не приведет к срабатыванию реле Y3.

В ПЛК операции релейно-контактной логики эмулируются микропроцессором. В ПЛК используется метод сканирования (последовательного опроса) для контроля состояний входных элементов и выходных катушек, затем используется программа релейно-контактной логики для эмуляции результатов. Поскольку имеется всего один процессор, ПЛК должен последовательно изучить и выполнить программу с первого до последнего шага, затем вернуться к первому шагу и выполнить в цикле всю последовательность операций. Длительность выполнения одного такого повторяющегося режима работы называется временем сканирования. Время сканирования – одна из важнейших характеристик ПЛК. Типичный ПЛК серии FBs выполняет примерно 1000 этапов переключений контактов за 0,33 миллисекунды, т.е время сканирования одного контакта составляет 0,33 микросекунды. Длительность сканирования всей схемы зависит от ее размера. Процесс сканирования релейно-контактной схемы в ПЛК показан на рис. 4.4.

Рис.4.4. Процесс сканирования релейно-контактной схемы в ПЛК

Структура и терминология релейно-контактной схемы. Релейно-контактную схему можно разделить на ряд небольших ячеек, объединенных в строки и столбцы. Для ПЛК серии FBs максимальный размер схемы составляет 16 строк по 22 столбца. В одной ячейке может располагаться один элемент. Пример релейно-контактной схемы приведен на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Пример релейно-контактной схемы

Контакт – это элемент с двумя состояниями – замкнут или разомкнут. Один тип контактов называется «Входной контакт» (X со справочным номером) и его состояние определяется внешними входными сигналами с блока входных клемм. Другой тип контактов называется «Релейный контакт» и его состояние соответствует состоянию реле. В ПЛК FBs имеются следующие виды контактов: контакт A (X0, X2), контакт B (X1, X3), дифференциальные контакты «вверх» TU (X10, Y4), дифференциальные контакты «вниз» TD (X5, M6) и контакты «разомкнуто/замкнуто» Open/Short (отсутствие или наличие линии связи).

Реле состоит из катушки (обмотки) и контактов (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Схема реле

Для включения реле нужно подать ток в его катушку. Если реле Y0 находится в состоянии ВКЛ, то контакт A будет находиться в состоянии ВКЛ, контакт B – в состоянии ВЫКЛ. Контакты TU (TD) принимают состояние ВКЛ в интервале времени скана, когда реле переходит из состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ (из ВКЛ в ВЫКЛ) соответственно. В ПЛК FBs имеются четыре типа реле: выходные Y, внутренние M, шаговые S, временные TR. Состояния выходных реле Y передаются на блок выходных клемм. На рис. 4.5 показаны выходная катушка Y0, инверсная выходная катушка Y2.

studfiles.net

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.