Принцип действия аппаратуры ПВЗ-90М - Устройство и принцип действия блока УПР Принцип действия аппаратуры ПВЗ-90М

Страница 5 из 13

Блок «УПР» предназначен для управления передатчиком в соответствии с сигналами, получаемыми от панели релейной защиты, для управления передатчиком от автоконтроля, а также при телефонном разговоре. Предусмотрена возможность ручного управления передатчиком. Для блока

предусмотрена возможность работы в двух режимах: релейноконтактные защиты и полупроводниковые защиты.

1.6.1. Рассмотрим работу узла «упр» с дифференциально-фазными защитами.

Контактный пуск передатчика. Реле пуска передатчика в панели ДФЗ

в ждущем режиме сработано и н.о. контакт замкнут: уровень +100В передатчика через контакты этого реле, разъем а1, в1, контакт кнопки «пуск»

S1.1, контакт кнопки наладки «п.н.» S2.1 поступает на светодиод оптопары. При этом открыт транзистор оптопары VK2.1 и уровень «лог 0» на

входе инвертора DD1.2, а на выходе, конечно, «лог 1». Эта «логич 1» подана на вход «10» DD2.3(назовем эту микросхему «сумматор пусков»). На

вход «9» DD2.3 подается лог. уровень от схемы безынерционного пуска. Примем для начала вариант, что безынерционный пуск не используется, установлена перемычка «5-6» («лог 0» подан на вход DD2.2, на выходе «лог 1» и она подана на вход «9» DD2.3).Таким образом, при отсутствии

контактного пуска, на выходе DD2.3 уровень «лог 0», который по входу

«5» DD3 блокирует прохождение сигнала высокой частоты на выход блока. При срабатывании пусковых органов защиты отпадает реле пуска передатчика и разрывает цепь подачи уровня «+100В» на xТ3/2.Это вызывает закрытие транзистора оптопары VK2.1 и на входе DD1.2 - уровень

«лог 1», а на выходе- «лог 0». Этот «лог 0» обеспечивает «лог 1» на

выходе DD2.3. Таким образом, на входах DD3 (схема «и») - уровни лог 1 и это является разрешением на прохождение сигнала в.ч. на выход блока.(Считаем пока, что запрета от схемы манипуляции и схемы останова

нет). После возврата пусковых органов защиты схема контактного пуска

возвращается в исходное состояние - пуск передатчика прекращается.

«Ручной» пуск передатчика (от кнопки «пуск» и кнопки «пуск наладочный») происходит совершенно аналогично - происходит разрыв цепи

«+100 В», закрывается транзистор оптопары VK2.1 и т.д. Следует обратить внимание на следующее: вполне возможен вариант наложения факта кз

на момент обмена сигналами. Опасно ли это? На первый взгляд нет: при

срабатывании пусковых органов защиты передатчик должен запуститься, а

он уже запущен; орган манипуляции внесет информацию о фазе кз и защита

либо заблокируется, либо сработает в зависимости от места к.з. А вот

если кз было в зоне, то после отключения пусковое реле мгновенно возвращается (нет манипуляции и мы можем «заблокировать» противоположный

комплект защиты).Если кнопка «пуск» на этот момент нажата, то пуск передатчика не прекращается и противоположный полукомплект защиты может

быть заблокирован.Такой же вариант блокирования защиты возможен, если

на момент к.з. оказывается нажата кнопка «пуск» на конце ВЛ со «слабым» питанием. Такая ситуация считается весьма маловероятной (наличие

автоконтроля, совпадение к.з. с обменом сигналами).

Хотя она может быть принципиально сведена к нулю. Для этого следует выполнить «останов прд» от реле 7РП ДФЗ. В этом случае обеспечивается «насильственный» останов запущенного от кнопки прд на время

возврата реле 7РП (180 - 240 mС), что вполне достаточно для обработки комплекта защиты с противоположного конца ВЛ.

Безынерционный пуск передатчика реализуется схемой, включающей в

себя компаратор DA2, схему задержки возврата безынерционного пуска и

схему «мгновенного» возврата. В нормальном режиме (нет кз) напряжение

от пускового органа релейной защиты мало (практически близко к нулю).

Оно приложено на клемы xТ3/5-xТ3/4 приемопередатчика.

На «прямом» входе DA2 уровень сигнала будет более положителен,

чем на инверсном, значит, на выходе компаратора «6» DA2 - уровень,

близкий к питанию(+18 В). Положительный уровень (лог 1) через R22 подан на вход «2» DD2.1. На базе VT2 (через R28, R41) положительный потенциал - транзистор открыт и уровень «лог 1» есть на входе «1» DD2.2.

(а перемычку мы поставим теперь на «4-5Э» !) в виде «лог 1» подан на

DD2.3 (вход «9»). Так как мы оговорили нормальный режим, то по цепи

контактного пуска на второй вход DD2.3 также - приходит уровень «лог

1). Значит, на выходе DD2.3 «лог 0», который блокирует прохождение сигнала в.ч. на выход DD3. Передатчик незапущен.

Если от пусковой схемы защиты на клеммы xT3/5, xT3/4 подается выпрямленное и сглаженное напряжение (что будет иметь место при кз в первичной сети) плюсом на клемму xT3/5, то при определенной величине оно

превысит пороговый уровень, регулируемый резистором R13. На инверсном

входе компаратора сигнал превысил уровень пряього входа - значит, на

выходе «6» DA2 уровень «лог 0». Он передается на вход «2» DD2.1 обеспечивая на ее выходе «лог 1». Инвертор DD2.2 при этом обеспечит уровень «лог 0» на DD2.3 и, независимо от того сработал или нет контактный пуск, на выде DD2.3 будет «лог 1» и, как мы уже говорили, эта «лог1» разрешит прождение в.ч. сигнала на выход микросхемы DD3. Передатчик

снова запущен. Отметим также, что на входе «1» микросхемы DD2.1 также

появится уровень «лог 0» (закроется транзистор VT2), а конденсаторы

памяти «C15-C16» разряжены. Мы отмечаем, что при внешнем коротком замыкании необходимо обеспечить замедленный возврат схемы безынерционного пуска. В данном узле это решено следующим образом. После отключения

кз исчезает напряжение безынерционного пуска от релейной части. Компаратор DA2 сразу же возвращает в исходное состояние - на выходе «6»

уровень примерно 18В. Т.е. уровень «лог 1» на вход «2» DD2.1. Но! На

другом входе (вход «1») этой микросхемы какой-то промежуток времени (

примерно 400-600 мС) поддерживается уровень «лог 0». Он обеспечивается

тем, что транзистор VT2 будет закрыт на время заряда конденсаторов

C15, C16 через резисторы R28, R22. После заряда конденсаторов откроется

VT2 и уровень «лог 1» будет подан наконец-то на вход DD2.1. До этого

момента времени на выходе DD2.1 будет существовать «лог 1» и, значит,

передатчик будет запущен.

Вспомним, что если кз было на защищаемой ВЛ и защита сработала, то

передатчик должен быть остановлен мгновенно дабы не заблокировать

сплошным сигналом полукомплект защиты на противоположном конце ВЛ. Эта

задача решается схемой останова пуска прд.

Но предварительно отметим еще некоторые моменты схемы безынерционного пуска. Диоды VD3 и VD6 ограничивают напряжение на входе DA2,

так как максимальное значение напряжения безынерционного пуска от релейной панели может достигать величины 100В. Резисторы R3 и R4 обеспечивают входное сопротивление этой схемы примерно 10 кОм. Диод VD1 служит для поддержания в разряженном состоянии конденсаторов С15 С16 при

пульсирующем сигнале безынерционного пуска.

Останов передатчика реализуется здесь специальной схемой на оптроне VK2.2 и транзисторе VT3.

Происходит это следующим образом. При отсутствии команды на останов передатчика транзистор оптопары VК2.2 закрыт;

-благодаря этому на вход «2» DD3 поступает уровень «лог1» и не

запрещает реализоваться командам «пуск». Останов передатчика в ДФЗ

производится контактом специального реле 2-7РП. При срабатывании этого

реле через н.о. его контакт +100В подается через xT3/3, разъем а6, в6

на светодиод оптрона открывается транзистор оптрона VK2.2 и «лог 0»

поступает прямо на DD3.

Этим блокируется сразу прохождение в.ч. сигнала на выход DD3 (даже если есть команда контактного или безынерционного пуска). Кроме того, этот же «лог 0» открывает транзистор VT3. Через открытый VT3, диод

VD4, R41 быстро заряжаются конденсаторы С14 и С16 и открывается транзистор VT2 (этим «отшибается» память о безынерционном пуске), теперь

при отключении к.з. в первичной сети и исчезновении напряжения безынерционного пуска возврат команды безынерционного пуска произойдет без

выдержки времени.

Помимо всего прочего следует отметить, что VT3 в совокупности с

конденсатором С17 предотвращают пуск передатчика при включении опертона.

Отметим еще раз, что в пределах указанной «половинки» микросхемы

DD3 контактный и безынерционный пуск равноправны, а останов имеет приоритет над пусками.

Если нет команд пуска и останова, то на выходе «6» DD3 присутствует уровень «лог 1», что не препятствует нам управлять нам пуском

передатчика по так наз. сервисным цепям (от устройства автоконтроля и

от переговорного устройства, которые реализованы на второй «половинке»

DD3.

При работе с ДФЗ помимо пуска и останова передатчика должна быть

реализована функция манипуляции, т.е. наложения на частоту несущей информации о фазе тока кз в первичной сети. Эта схема реализована на

компараторе DA1 и транзисторе VT1.

Напряжение манипуляции поступает на передатчик от органа манипуляции релейной панели через клеммы xT3/6 и xT3/7 .

В данном блоке заложена возможность выполнить так называемую

«прямую» манипуляцию или «обратную» . Если мы реализуем «прямую» манипуляцию, то следует запаять перемычку 2-3 - в этом случае при отсутствии напряжения манипуляции передатчик будет генерировать в канал неманипулированный (сплошной) в.ч. сигнал.

При отсутствии напряжения манипуляции на выходе DA1 будет напряжение, весьма близкое к нулю («лог 0»). Значит, VT1 закрыт, «Лог 1»

поступает на вход «4» DD3 и не препятствует реализовывать команды

«пуск» (но и не вносит никакой своей информации). При подаче на клеммы

xT3/6-xT3/7 переменного напряжения, превышающего порог срабатывания

компаратора ОА1, на его выходе появляется последовательность прямоугольных импульсов с частотой 50 Гц , которая через транзистор VT1 поступает на вход «4» микросхемы DD3. Значит, при наличии сигнала пуска,

но отсутствии сигнала останова, разрешение на прохождение сигнала в.ч.

на выход DD3 будет осуществляться манипулятором: полпериода 50 Гц на

входе «4» присутствует уровень «лог 1», а затем следующие полпериода уровень «лог 0». Итак, на выходе «6» DD3 (и, значит, на выходе узла)

появится частотно-манипулированнный сигнал.

Чувствительность манипулятора (порог срабатывания компаратора

DA1) регулируется с помощью резистора R12.

Обычно, так называемое напряжение «полной манипуляции» регулируется в пределах 8-10 В.

Но, как уже упоминалось выше, в данном узле может быть реализован

так называемый режим «обратной» манипуляции, т.е. такой режим, когда

при отсутствии напряжения манипуляции передатчик не будет генерировать

в.ч. сигнал даже при наличии команды на пуск. Реализуется этот режим

перепайкой перемычек: запаять 1-2, распаять 2-3. При этом уровень питания + 18В через R15, R12 подается на прямой вход DA1 - на выходе «6»

положительный сигнал, близкий к напряжению питания. Значит, транзистор

VT1 открыт и уровень «лог 0» поступает на вход «4» микросхемы DD3,

запрещает проходить в.ч. сигналу на выход узла.

Появление напряжения манипуляции 50 Гц приводит к следующему: при

«положительной» полуволне U ман по входу «2» DA1 как только амплитуда

напряжения манипуляции превысит порог на входе «3» -на выходе DА1уровень «лог 0», транзистор VT1 закрывается, на входе «4» DD3 уровень

«лог 1». При наличии команды «пуск» в.ч. сигнал через DD3 на выход узла. При «отрицательной» полуволне Uман на выходе DA1 - уровень «лог 1»

и, следовательно, на выходе узла в.ч. сигнала не будет. Регулировка

чувствительности также осуществляется резистором R12. Характеристика

манипуляции (зависимость тока приема приемника от напряжения манипуляции передатчика) получаются как бы «обратной».Характеристики манипуляции представлены на рис.5.

Такой режим может быть задан при выборе уставок ДФЗ при наличии

на ВЛ «слабой» подпитки кз с одной из сторон. Пуск передатчика и защиты может произойти (пуск по J2 + 3Jо), но напряжение манипуляции (J1

+ J2) может оказаться достаточно малым. Тогда при использовании «прямой» манипуляции запущенный передатчик со «слабой» стороны будет генерировать непрерывный в.ч. сигнал, что приведет к блокированию всех полукомплектов ДФЗ. При использовании «обратной» манипуляции передатчик

со «слабой» стороны вообще промолчит и полукомплекты отработают по

факту запуска одного передатчика в канале.

Это в общем-то достаточно простое решение к сожалению дает побочные эффекты, усложняющие эксплуатацию, а именно:

- может не получаться обмен сигналами вручную при малой нагрузке

и ее отсутствии (что как правило ставит в тупик оперативный персонал);

- необходимо изменять методику имитации «внешнего» кз при техобслуживании защиты ( снятие рабочей крышки блока манипуляции) пуск защиты при незапуске передатчика вызывает срабатывание защиты;

- наладка в.ч. канала (а она должна производится при неманипулированном в.ч. сигнале) требует временной перепайки перемычки 1-2-3.

Обычно от этих побочных эффектов уходят следующим образом: используя свободные переключающие контакты S1, их запаивают вместо перемычки 1-2-3, как показано на рис.6.

Тогда, при ненажатой кнопке S1 у нас выполнен режим «обратной»

манипуляции для правильной работы защиты, а при нажатии кнопки S1

(пуск) мы одновременно с пуском передатчика изменяем режим манипулятора на «прямой», что дает возможность пользоваться традиционной методикой наладки в.ч. канала и обмена сигналами.

Однако, такое решение тоже не лишено недостатков, а именно: наложение режима к.з. на обмен сигналами (хотя это и маловероятно! )

опять приводит к начальной ситуации (отказ защиты). Более совершенное решение представлено на схеме рис.____. Нормально для передатчика

действует режим «обратной манипуляции (перемычка 1 - 2). При обмене

сигналами оперативный персонал, нажимая кнопку S1 «пуск», одновременно

второй парой контактов этой кнопки изменяет режим «обратной» манипуляции на «прямой», при этом сохраняются традиционные нормы оценки исправности в.ч. канала и в.ч. части защиты. Если при обмене сигналами

происходит короткое замыкание в первичной сети, то одновременно с пуском передатчика от защиты (реле 1-РП1), не зависимо от нажатия кнопки S1 «пуск», режим манипуляции автоматически изменится на «обратный»

(другим нормальнооткрытым контактом реле 1_РП1).

При техническом обслуживании защиты и приемопередатчика оператор

устанавливает на лицевой плате блока «УПР» перемычку Х3 - Хд, таким

образом, задает жестко режим «прямой» манипуляции. Появляется возможность производить обмер в.ч. канала при непрерывном сигнале пуска передатчика, а также иммитировать «внешнее» к.з. при комплексном опробовании защиты от постороннего источника. Надежность работы схемы при

такой переделке не снижается, так как заданный режим выполняется

«жестко» (запайка перемычки 1 - 2), а возможные «потери» контакта в

цепи перевода в режим «прямой» манипуляции могут привести только к

возврату схемы в заданное состояние режима «обратной» манипуляции.

Схема опробована в лабораторных и реальных условиях и широко применяется.

На время действия защиты должна быть запрещена автоматическая

проверка в.ч. канала (выдать сигнал «запрет АПК»).

Это решается следующим образом. Как при контактном, так и при безынерционном пуске передатчика на выходе микросхемы DD2.4 появляется

«лог 0» на вход DD1.4. На другой вход этой микросхемы «лог 0» может

быть подан от схемы останова прд. Любой из этих «лог 0» обеспечит «лог

1» на выходе DD1.4. А перед этим событием транзистор VT4 был открыт

(на базе положит. уровень), обеспечивался «лог 0» на входе инвертора

DD1.3. и «лог 1» на выходе блока. Появление «лог 1» на выходе DD1.4

обеспечит практически мгновенный разряд конденсатора С18 и закрытие

транзистора VT4 - на входе инвертора DD1.3 - лог 1, а на выходе - «лог

0». После снятия команды пуска (останова) на входах DD1.4 устанавливаются «лог 1», знчит, на выходе «лог 0». Он подается на эммитер VT4, но

последний останется закрытым до тех пор, пока зарядится конденсатор

С18 (примерно 200мС). После заряда конденсатора открывается VT4 и «лог

0» c выхода узла (шинка «запрет АПК») будет снят.

1.6.2. А теперь рассмотрим работу узла «УПР» с полупроводниковыми

защитами ППЗ.

Управление пуском передатчика в этом случае осуществляется также

через «половинку» микросхемы DD3. При отсутствии пуска от ППЗ через

разъем А7, Б7 и резистор R10 поступает уровень «+15 В».Через диод оптрона протекает ток и транзистор оптрона VK1.1 открыт, «лог 0» поступает на инвертор DD1.2. Далее все как и при контактном пуске. При этом

несколько своеобразно выглядит контактный (от кнопок) пуск передатчика

: при нажатии на кнопку S2 (пуск наладочный) мы шунтируем диод оптопары VK1.1; при этом закрывается транзистор оптопары и уровень «лог 1»

поступает на вход DD1.2, обеспечивая на ее выходе «лог 0» (а это в

конечном итоге пуск прд). Защита ПДЭ2802 инициирует «пуск ППЗ» тем,

что выдает на xT4/ (пуск ППЗ) уровень «лог 0». Опять-таки закрывается

светодиод оптопары VK1.1, закрывается транзистор оптопары, «лог 1» подается на DD1.2. Пуск от кнопки оператора S1 («пуск») означает также

«шунтирование» светодиода оптопары VK1.1, но не непосредственно (как

S2!), через логику панели ПДЭ 2802 с выводом на клемму «пуск ППЗ». Это

сделано для того, чтобы в случае наложения кз на режим «ручной» проверки в.ч. канала обеспечить приоритет в пуске-останове (а в ПДЭ2802

это одна шинка «пуск ППЗ») для логики защиты - цепь пуска от кнопки S1

полностью блокируется. Отсюда, кстати, и название «блок.пуск» , т.е.

блокируемый защитой пуск.

При работе с полупроводниковыми защитами рекомендуется зашунтировать вход манипуляции xT3/6-xT3/7 и вывести из действия безынерционный

пуск (установить перемычку 5-6).

1.6.3. «Сервисные» пуски передатчика - это пуски от телефонного

переговорного устройства и от узла автоконтроля.

Пуск от АПК осуществляется выдачей уровня «лог 0» от АК на разъем

а21 «УПР». Этот «лог 0» поступает на микросхему DD1.1, обеспечивая на

ее выходе «лог 1». А уже эта «лог 1» появляется на входе DD3 (вторая

половинка), обеспечивая «лог 0» на ее выходе - это пуск передатчика.

Совершенно аналогично происходит пуск передатчика при телефонной связи. В этом случае уровень «лог 0» на второй вход микросхемы DD1.1.

поступает из узла ПРМ1 (при нажатии на этом блоке кнопок S2 «вызов»

или S1 «прд»). Модуляция сигнала при этом происходит в блоке усилителя

мощности.

Пуск передатчика от автоконтроля и от устройства связи не являются приоритетными, они не должны ни в коей мере «мешать» работе защиты.

Если передатчик «состыкован» с ПДЭ 2802, то при пуске защиты вследствие к.з. в первичной сети по цепи «запрет контроля» от ПДЭ2802 вместо

«лог 0» поступит «лог 1» - это обусловит протекание тока через светодиод оптопары VK1.2, откроется транзистор этой оптопары и «лог 0» поставится на DD3 (вторая половинка). Значит, на выходе DD3 будет « лог

1» независимо от того, что за сигналы поступают от АК или ТЛФ. Передатчик будет «подчиняться» сигналам от «первой половинки» DD3 (т.е.

«пуск» или «останов» от ПП3). Если же передатчик «состыкован» с дифференциально-фазной защитой, то автоконтроль блокируется, как мы уже

смотрели выше (раздел 7.1), через специальную схему:

DD2.4, DD1.4, DD1.3, VT4. При кз в первичной сети автоконтроль будет запрещен и пуска от него мы не ожилаем во время кз плюс еще в течение 200

мС после окончания кз. Что касается пуска от ТЛФ, то здесь дело обстоит хуже. При пуске прд от ДФЗ «лог 0» на выходе DD3 («первая половинка») обеспечит пуск прд, но в паузах манипуляции или при действии сигнала «останов» - на выходе DD3 будет уровень «лог 1» (передатчик остановлен). И вот тут-то нажатие кнопки S2 «вызов» или S1 «передача» на

блоке «ПРМ1» вызовет появление «лог 0» на выходе DD3 («вторая половинка»). Этот «лог 0» обеспечит пуск передатчика. При этом может быть

заблокирована в.ч. защита. Вот почему нельзя пользоваться наладочной

связью при находящейся в работе защите ДФЗ. Хотя такой соблазн на наш

взгляд может иметь место.

Этот недостаток впоследствии был заводом устранен путем выполнения «цепи обратной связи» - от вывода «6» DD1.3 «лог 0» запрета АПК

поступает также на вывод «10» микросхемы DD3 и блокирует прохождение

команды пуска прд от кнопки «вызов» и «прд». Таким образом, по нашему

мнению, появляется возможность пользоваться связью на приемопередатчиках ПВЗ-90М не только при эксплуатационном обслуживании аппаратуры, но

и при введенной в работу защите.

Впоследствии завод изменил схему блокирования (ручного ) автоконтроля, разместив светодиод «блокир.АК» (VD11) в узле «УПР». Кнопка «S» блокирования автоконтроля размещена на задней стороне передатчика. При нажатии на кнопку «S» загорается в.у. светодиод и, одновременно, снимается уровень +5В с логики блока автоконтроля.