Современная электроника №5/2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 45 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 на подстанции (станции) и проверка его надёжности. Этот модуль, разрабо- танный автором, обеспечивает: автома- тическую блокировку первого срабаты- вания реле защиты, выдержку времени в несколько секунд, перезагрузку реле защиты и ожидание второго срабаты- вания реле защиты в том случае, если сигнал с датчика, вызвавший его первое срабатывание, не исчез после выдерж- ки времени и перезагрузки. Лишь после прохождения всех этих этапов ПИМ выдаст команду на отключение транс- форматора. Совершенно очевидно, когда речь идёт об очень мощной электромагнит- ной помехе (ЭМИ ЯВ), проникающей в аппаратуру и в виде всплеска элек- тромагнитного поля, и в виде импуль- са высокого напряжения, поступающе- го на входы и выходы аппаратуры по проводам, ПИМ должен быть выполнен на электромеханических компонентах (см. рис. 2), а не на электронных микро- схемах, как большинство современных контроллеров. Разработанный автором ПИМ рабо- тает следующим образом. В ждущем режиме, когда отсутствует сигнал с датчика и выходной контакт реле защиты разомкнут, таймеры Т1 и Т2, а также реле К обесточены. Контакт Т2.1 на отключение выключателя и контакт К3 на сигнализацию разом- кнуты. При срабатывании реле защиты по какой угодно причине и замыка- нии его выходного контакта пода- ётся питание из сети 250 В посто- янного тока на таймер Т1. Таймер начинает отсчёт времени. Через 4–5 с его контакт Т1.1 размыкается, а Т1.2 замыкается. Реле К включается и становится на автономное питание через свой контакт К2, а также подаёт питание на таймер Т2 через контакт К1. Таймер Т2 запускается, но сразу же прекращает отсчёт времени, поскольку после разрыва цепипитания реле защи- ты контактом Т1.1 его выходной кон- такт размыкается. Схема возвращает- ся в исходное состояние, кроме реле К, которое остаётся включённым, и его контактов К1, К2, К3, которые остаются замкнутыми. Поступает сигнал в цепь сигнализации. Если после кратковременного раз- рыва и восстановления питания реле защиты его выходной контакт остаёт- ся разомкнутым, то и ПИМ остаётся в неизменном состоянии. Отключить сигнализацию и вернуть всё устройство в исходное состояние можно с помо- щью кнопки S2 («Сброс»). Если же срабатывание реле защи- ты было правильным, в соответ- ствии с сигналом, поступающим с датчика, то сразу после восстанов- ления цепи питания реле через кон- такт Т1.1 последует повторное сраба- тывание реле и повторное замыкание его выходного контакта. Таймер Т1 опять начнёт отсчёт времени, однако теперь одновременно с ним вклю- чается и таймер Т2 через оставший- ся замкнутым контакт К1. Выдерж- ка времени таймера Т2 в несколько раз меньше выдержки времени тай- мера Т1, поэтому он срабатывает первым, выдавая команду на отклю- чение выключателя силового транс- форматора и становясь на автономное питание. Через 4–5 с повторно сра- батывает таймер Т1 и разрывает цепь питания реле защиты контактом Т1.1. К этому времени трансформатор уже будет отключён, и сигнал с датчика исчезнет. Вернуть ПИМ в исходное состояние можно с помощью кноп- ки S2 («Сброс»). Схема ПИМ защищена от проникно- вения на его входы и выходы импуль- сов высокого напряжения с помощью варисторов R U 1 – R U 5, а от электромаг- нитного поля–клеткой Фарадея, то есть алюминиевым корпусом. Остался открытым вопрос выбора таймеров для ПИМ. Как оказалось, это непростая задача, поскольку обычные электронные таймеры на микросхемах изначально были признаны неприем- лемыми для использования в ПИМ. Пришлось провести довольно глубо- кий анализ по таймерам неэлектрон- ного типа, результаты которого пред- ставлены далее. Простейшим и наиболее надёж- ным типом неэлектронных тайме- ров являются таймеры электромаг- нитного типа , у которых задержка на срабатывание осуществляется с помощью толстостенного медно- го цилиндра (короткозамкнутого витка), одетого на сердечник элек- тромеханического реле (см. рис. 3). К сожалению, таймеры, работающие по такому принципу, обеспечива- ют задержку на срабатывание всего лишь около 0,1 с, при этом они слиш- ком громоздкие и тяжёлые. Ещё одним типом неэлектрон- ных таймеров являются таймеры электропневматические , в кото- рых задержка на срабатывание (или отпускание) осуществляется за счёт соленоида и сильфона (обычно – резинового) или поршня и ниппеля с отверстием, через которое выдав- ливается или засасывается воздух в камеру (см. рис. 4). Таймеры тако- го типа имеют вполне подходящую выдержку времени, но их габариты и вес не удовлетворяют требовани- ям проекта. Рис. 2. Электрическая схема ПИМ на электромеханических компонентах (Т1 и Т2 – таймеры с выдержкой времени на включение) + 250 VDC – Внутренний источник питания Сигнализация На отключение выключателя Датчик Реле защиты трансформатора ПИМ R U 1 R U 4 R U 2 R U 3 T1.1 T1.2 T2.1 T2.2 T1 T2 K1 K K2 K3 S2 S1 F Выходной контакт LED R U 5