Структурная схема цифрового устройства РЗ в общем виде

Структурная схема цифрового устройства РЗ представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Структурная схема цифрового устройства защиты

Центральным узлом цифрового устройства является микропроцессор, который через устройства ввода-вывода обменивается информацией с периферийными узлами.

Характерные узлы микропроцессорного устройства РЗА: входные U 1… U 4 и выходные KL 1… KLj преобразователи сигналов; тракт аналого-цифрового преобразования U 6, U 7; кнопки управления и ввода информации от оператора SB l, SB 2; дисплей Н для отображения информации и блок питания U 5; коммуникационный порт X 1 для связи с другими устройствами.

Входные преобразователи приводят контролируемые сигналы к единому виду, как правило, к напряжению, и нормированному уровню и обеспечивают гальваническую развязку внешних цепей устройства от внутренних. Кроме того, на этом этапе осуществляется предварительная частотная фильтрация входных сигналов перед их аналого-цифровым преобразованием; принимаются меры по защите внутренних элементов устройства от воздействия помех и перенапряжений.

Различают аналоговые (U 3, U 4) и логические (U 1, U 2) преобразователи входных сигналов. Первые выполняют так, чтобы обеспечить линейную передачу контролируемого сигнала во всем диапазоне его изменения. Преобразователи логических сигналов, наоборот, делают чувствительными только к узкой области диапазона возможного нахождения контролируемого сигнала.

Воздействие реле на защищаемый объект традиционно осуществляется в виде дискретных сигналов управления. При этом выходные цепи устройства защиты выполняют так, чтобы обеспечить гальваническую развязку коммутируемых цепей, как между собой, так и относительно внутренних цепей устройства РЗ.

Тракт аналого-цифрового преобразования включает аналоговый мультиплексор (коммутатор) U 6 и собственно аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – U 7. Мультиплексор поочередно подает контролируемые сигналы на вход АЦП. Применение мультиплексора позволяет использовать один АЦП для нескольких каналов. В АЦП происходит преобразование мгновенного значения входного сигнала в пропорциональное ему цифровое значение.

Блок питания (БП) U 5 обеспечивает стабилизированным напряжением все узлы рассматриваемого устройства, независимо от возможных изменений напряжения в питающей сети, например, в диапазоне 154÷264 В. Как правило, в БП формируется и ряд дополнительных сигналов, исключающих неправильную работу микропроцессора и некоторых других электронных узлов устройства в момент появления или исчезновения напряжения питания.

Характерными узлами любого цифрового устройства являются дисплей и клавиатура. Они позволяют оператору получить информацию от устройства, изменять режим его работы, вводить новую информацию. Дисплей Н и клавиатура SB l, SB 2 в цифровых реле, как правило, реализуются в максимально упрощенном виде: дисплей – цифробуквенный, строчный; клавиатура – кнопочная.

Ранее было отмечено такое достоинство микропроцессорных устройств как возможность передачи имеющейся информации в другие цифровые системы: АСУ ТП, персональный компьютер и т.д., что позволяет интегрировать различные системы, экономя на каналах связи, затратах на предварительную обработку сигналов и т.п. Коммуникационный порт – необходимый элемент для дистанционной работы с данным устройством, а также для связи с внешними цифровыми устройствами.