5.3Кернеу трансформаторының релелік қорғаныс және автоматика жүйесіндегі ролі.

Өлшеу кернеу трансформаторы кернеуі 380 В –тан жоғары қондырғыларда приборлардың параллель обматкасын қоректендіру үшін қолданылады. Суретте кернеу трансформаторының құрылысы мен векторлық диограммасы көрсетілген.

Кернеу трансформаторының негізгі элементтері мыналар:

1. Тұйықталатын электротехникалық темірден жасалған өзек.

2. Жоғары кернеулі екінші обматка.

3. Төменгі кернеулі екінші обматка.

Кернеу трансформаторының номиналдық коэффицентін мына формуламен табуға болады

Кном=U1 ком U2ком =W1 / W2

ТПЛ-10 тиіпті екі магниттік өткізгіштер бар ток параметірі.

Кернеу трансформаторы тізбекке параллель қосылады.

Кернеу трансформаторының екінші обматикасы стандартты 100 В немесе 100/ 3 В – тың кернеуге есептелініп заводта дайындалады. Бұл обматкаға Ватметрін счетчиктің релелерін және автоматты приборларының параллель обматкалары қосылады. Кернеу трансформаторы өлшеу процесіне екі қателік енгізеді.

Олар мыналар:

1. Кернеу мөлшерінің қателігі.

2. Бұрыштық қателік.

Кернеу мөлшерінің қателігін мынадай формуламен табуға болады:

∆U % = U2ком - U1 / U1 * 100;

Ал кернеу трансфарматорының енгізетін бұрыштық қателігі дегеніміз, бірінші обматиканың кернеуіне U1 қарағанда екінші обматиканың кернеуі (U2) 180~ бұрышқа айналдырылған болып есептелінеді.

Кернеу трансформаторының екінші обматикасын түгі мына формуламен анықталады.

S 2 = √(∑ Pприб)²+(Qприб)²

Мұнда S2 – екінші обматиканың жүгі В.А. ∑ Pприб приборлардың параллель катушкаларымен қолданылатын активті қуатының қосындысы Вт. Qприб приборларының параллель катушкаларымен қолданылатын реактивті қуатының қосындысы кВА.

Өлшеуіш трансформаторыны құрылысының схемасы және векторлық диограммасы.

1. Тұйықталатын электротехникалық темірден болаттан жасалған өзек.

2. Жоғары кернеулі бірінші реттік ораммасы.

3. Төмендегі кернеулі екінші реттік ораммасы.

Егерде, кернеу трансформаторының екінші обматикасының жүгі /S2/ көбейсе онда ол кернеу трансформатордың өлшеуіш қателігі де көбейеді. Кернеу трансформаторының орамаларын қосу схемасы көрсетілген.

Кернеу трансформаторының төрт класс дәлдігі бар. Олар мыналар: 0,2;0,5; 1 және 3;

Көрсетілген цифорлар өлшеу процесінде кернеуде болатын қателіктерді процентпен көрсетеді.

Кернеу трансформаторын шаруашылықта мына түрлерді жиі қолданылады: НОМ, НОЛ, НОС, НТМИ, НКФ т.с.с.

Дәріс 6

Релелік қорғаныс құрылғыларында қолданылатын операциялық күшейткіштердің негізгі қосылу сұлбалары

Инверторлайтын операциялық күшейткіш параллельді теріс кері байланысы бар ОУда кернеуі бойынша орындалады (2.45а сурет). Инверторламайтын кіріс Н жалпы (нольдік) шинкамен тікелей немесе резистор арқылы қосылады, сондықтан . Кіріс сигналы ОУ И-кірісіне резистор арқылы беріледі. Осы кіріске кері байланыс тізбегі бойымен резистор арқылы ОУ шығысынан кернеу келеді: . Коэффициент шығыс кернеуінің қандай бөлігі күшейткіштің кірісіне берілетінін көрсетеді: . Күшейткіштің негізгі параметрін анықтаймыз: . ОУ параметрлерінің идеал екенін ескере отырып , ОУ кіріс қысқыштарының арасындағы кернеуді төмендегідей етіп аламыз: . болғандықтан, инверторлайтын күшейткіштің И-кірісі потенциалы нольге тең.

Кіріс тогы мен кері байланыс тогын анықтаймыз (2.45а сурет). Кіріске І сигнал берілгенде оң таңбасы төмендегідей:

(2.27)

(2.28)

Идеальды ОУ болғандықтан, ( -сұлбаның кіріс тогы). (2.27) және (2.28) теңдеулеріне токтардың мәндерін қойсақ: . Бұдан табатынымыз:

(2.29)

Осылайша инверторлайтын күшейткіштің күшейту коэффициенті тек кері байланыс тізбегінің кедергісінің ( ) және сұлбаның кіріс кедергісі ( ) қатынастарымен анықталады, сондықтан транзистор параметрлеріне және ОУға кіретін басқа да элементтеріне тәуелді емес тұрлауланған (стабильная) шама болып табылады.

инверторлайтын күшейткіштің өтпелі сипаттамасының сызықтық бөлігі (2.45в суреттегі АВ бөлігі) ОУ сипаттамасының сызықтық бөлігі 2ден төмен жүреді, өйткені және ол үлкен сызықтық жерді алады. және қатынастарын өзгерте отырып мәні мен өтпелі сипаттманы өзгертуге болады.

болғанда инверторлайтын ОУ таңбасы өзгертілген қайталағышқа айналады: .

Инверторлайтын ОУ сұлбасының кіріс кедергісі мынадай: ; потенциал , болса, кіріс тогы , сондықтан дан едәуір кіші.

Сұлбаның шығыс кедергілері төмендегі формула бойынша анықталады:

мәні үлкен болғандықтан мәні аз болады (50-100 Ом). Инверторлайтын күшейткіш тұраұты және айнымалы токтардың кіріс кедергілерін түрлендіру үшін, сонымен қатар әртүрлі функциональдық сұлбаларды құру үшін де қолданылады. Инверторлайтын күшейткіш кіріс сигналын инверторлайтын күшейткіш ретінде де қолданылады. Инверторлайтын ОУ тұрғызылған барлық сұлбаларды анализдағанда И-кіріс потенциалы нольге тең болады.

Инверторламайтын операциялық күшейткіш кернеу бойынша ООС сұлбасы бойынша орындалады (2.46 сурет). Кіріс сигналы операциалық күшейткіштің Н-кірісіне беріледі. Кері байланыс кернеуі резисторларда түзелген кернеу бөлгішінен алынады және И- кірісіне енеді. ОУ дың Н және И кірістері арасындағы кернеу потенциалдар айырымына тең болғандықтан кері байланыс әсерінен күшейткіш кірісінде қорытынды дифференциальды кернеу пайда болады: _д

Бұл сұлбада кері байланыс ға кері әсер етіп ООС сияқты әрекет етеді. мәнін кернеуінің түсуі ретінде анықтауға болады: токтағы , резисторда яғни .

2.46 суреттегі сұлбада кернеу төмендегідей: (2.31)

ОУ идеал деп алсақ , . Қосу сұлбасындағы сондықтан .

және мәндерін (2.31) теңдеуіне қойсақ алатынымыз:

(2.32)

(2.32) теңдеуден инверторламайтын күшейткіштің күшейту коэффициентін аламыз:

(2.33)

Басқа да сұлбадағы сияқты инверторламайтын ОУ күшейту коэффициенті _Н ОУ кіретін элемент параметрлердің өзгерісіне тәуелді болмайды және тұрлауланған (стабильная) шама болып табылады. Инверторламайтын күшейткіштің өтпелі сипаттамасы 2.47 суретте көрсетілген. Ол және таңбалары сәйкес келгендіктен комплексті жазықтықтың І және ІІІ квадранттарында орналасқан. Сипаттаманың сызықтық бөлігінің ылдиы (наклон) мәнімен анықталады: кіші болған сайын сызықтық бөлік пен диапазоны үлкен болады. Инверторламайтын күшейткіштің ерекшелігі болып үлкен кіріс кедергісі табылады (жүздеген мегаомға дейін). Шығыс кедергісі Ом.

Дифференциальды күшейткіш. Күшейткіш сұлбасы (2.48 сурет) ООС бар ОУда орындалады. Ол оның екі кіріс сигналы келетін ( және )екі кірісіне де әсер етеді (И және Н). Мұндай күшейткіш бір сигналдың басқа сигналдан алып тастауы үшін қолданылады (мысалы, ): (2.34)

Бұл сұлбаны бір ОУда орындалатын инверторлайтын және инверторламайтын күшейткіш ретінде қарастыруға болады. ОУдың И- кірісіне инверторлайтын күшейткіштегідей (2.48 сурет) резистор арқылы кіріс сигналы , ал резистор арқылы ООС тізбегі беріледі, осы уақытта Н- кірісіне аналогты түрде инверторламайтын күшейткішпен және И- кірісінен ООС беріледі. 2.46 суреттегі сұлбадан айырмашылығы кернеуі алынып Н- кірісіне енеді, яғни (2.35)

ОУ ООС сызықтық бөлікте жұмыс жасайды деп есептесек басу (наложение) әдісін пайдалана отырып қарастырылып отырған сұлбадағы шығыс кернеулерін табамыз. Күшейту қорытындысынан алынған кернеудің біреуі , болғандағы коэффициенті , күшейту қорытындысының Н- кірісіне келетін екінші кернеуі , болғандағы коэффициенті . Сәйкесінше алатынымыз: (2.36)

Қарастырылып отырған сұлба алып тастағыш (вычитатель) ретінде жұмыс жасау үшін және кезінде күшейту коэффициенттері бірдей болуы қажет. Бұл шарт орындалуы үшін (2.36)ғы резистор кедергілері келесі қатынастардан алынады: ; (2.37)

(2.36) теңдеудегі резистор кедергілерін (2.37) теңдеудегідей етіп алсақ: (2.38)

Мұндағы - және түрлендіру (күшейту) коэффициенті. Қарастырылған сұлба алып тастағыш ретінде жұмыс жасайды.