CC BY
8
УДК 621.3
Шаропов К.Р. студент
2 курс, факультет «Горные»
Муратов Г.Г.
старший преподаватель кафедры «электротехники и электромеханики»
Анарбаев С. А.
старший преподаватель кафедры «электротехники и
электромеханики» Шойимов Й.Ю. старший преподаватель кафедры «электротехники и электромеханики» Ташкентский государственный технический университет им. Ислама Каримова (Алмалыкский филиал)
Хайитмуродов Р. К. 2 курс, факультет «Горные» Навоийский государственный горный институт,
Узбекистан
ПОЛУПРОВОДНИКОВАЯ И МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА В
РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЕ Аннотация: Полупроводниковая элементная база явилась переходной от электромеханических устройств к микропроцессорным системам и получила достаточно широкое применение с развитием интегральной микроэлектроники. Интегральные микросхемы представляют собой изделия, выполняющие определённые функции преобразования и обработки сигналов и в зависимости от функционального назначения, подразделяющиеся на аналоговые и цифровые. Аналоговые микросхемы предназначены для обработки непрерывных сигналов, изменяющихся во времени по различным законам. На их базе в устройствах релейной защиты используют интегрирующие и дифференциальные усилители, нуль-органы, компараторы, преобразователи тока в напряжение и обратно, активные частотные фильтры. Цифровые микросхемы используют для выполнения в основном логических операций.
Ключевые слова: релейной защита, микропроцессоры, полупроводники, микросхемы, преобразователи,
Muratov Gulamjon Gafurovich., senior lecturer of the Department of electrical engineering and
electromechanics» Anarbayev Sultan Akkulovich., senior lecturer of the Department of electrical engineering and
electromechanics» Shayimov Yulchi Yusupovich., senior lecturer of the Department of electrical engineering and
electromechanics»
Tashkent state technical University. Islam Karimov (Almalyk branch).
Sharopov Kodirjon Rashid ugli
student
2 course, faculty of Mining» Khayitmurodov Ruziboy Kahramon coals.
2 course, faculty of Mining»
Navoi state mining Institute, Uzbekistan
SEMICONDUCTOR AND MICROPROCESSOR TECHNOLOGY IN
RELAY PROTECTION
Abstract: the Semiconductor element base was a transition from Electromechanical devices to microprocessor systems and was widely used with the development of integrated microelectronics. Integrated circuits are products that perform certain functions of conversion and signal processing, and depending on the functional purpose, divided into analog and digital. Analog chips are designed to process continuous signals that change over time according to different laws. On their basis, relay protection devices use integrating and differential amplifiers, zero-organs, Comparators, current-to-voltage converters and back, active frequency filters. Digital chips are used to perform mainly logical operations. Keywords: relay protection, microprocessors, semiconductors, chips, converters,
В последнее время в устройствах релейной защиты и системной автоматики вместо электромеханической элементной базы стали широко использовать полупроводниковую, а также микропроцессорную элементную базу, что позволило расширить функциональные возможности и повысить техническое совершенство средств защиты и автоматики.
Основные недостатки релейной защиты на полупроводниковой элементной базе — достаточно большое число разнообразных узлов и блоков и значительное число элементов из-за небольшой степени интеграции интегральных микросхем.
Более перспективна микропроцессорная элементная база, которая позволяет значительно расширить технические и функциональные возможности средств защиты и автоматики, сделать их более динамичными и надёжными. Устройства защиты на базе микропроцессорной техники получили название программных защит. Основа разработки и использования программных защит — то, что функционирование измерительной и
логической части релейной защиты математически может быть представлено системой аналитических соотношений, описывающих процесс принятия решения о срабатывании или несрабатывании органов защиты, которые следует рассматривать как систему арифметико-логического преобразования информации, содержащейся в воздействующих величинах.
Программные защиты реализуются на микроЭВМ или в многопроцессорных системах, основным элементом которых является микропроцессор, который представляет собой универсальную цифровую интегральную микросхему большой степени интеграции с программируемой логикой или функцией. Всю микроЭВМ выполняют на небольшом числе или даже на одной интегральной микросхеме (однокристальные микроЭВМ).
На рис. 1 приведена упрощенная схема программной защиты. Обработка информации по алгоритмам релейной защиты осуществляется микроЭВМ, которая выполняет операции над величинами, представленными в цифровом виде. В связи с этим программная защита должна содержать, кроме микроЭВМ, следующие дополнительные устройства: аналого -цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, осуществляющие согласование формы представления сигналов в микроЭВМ и во внешних по отношению к ней устройствах; измерительные преобразователи кон -тролируемых электрических величин (тока, напряжения, частоты и т. п.); исполнительные органы; входные и выходные согласующие устройства.
Оперативная память предназначена для записи входных и выходных данных, программы и промежуточных данных вычислений. Совместное хранение данных и программы в оперативной памяти обеспечивает ЭВМ возможность автоматически выбирать дальнейший ход решения в зависимости от промежуточных результатов.
Арифметическое устройство (арифметико-логическое устройство) предназначено для выполнения согласно программе, хранимой в памяти, арифметических логических и сдвиговых операций над числами и информацией, также находящейся в памяти.
Рис.1.Структурная схема программной защиты Арифметическое устройство обычно состоит из накапливающего сумматора (аккумулятора), регистров, дешифратора и других логических схем. Арифметическое устройство функционирует непосредственно под воздействием устройства управления.
Устройство управления, в соответствии с хранимой в оперативной памяти программой, последовательно производит выборку отдельных команд программы, затем, согласно этим командам, управляет составными частями микроЭВМ, а также извлекает и пересылает для хранения операндов, управляет их обработкой. Кроме того, в соответствии с программой устройство управления организует работу устройств ввода-вывода.
Устройства вывода обеспечивают перевод полученных результатов вычислений (в виде электрических сигналов) в форму, пригодную для использования в других устройствах, или в форму, воспринимаемую человеком с функцией результатов в соответствующей запоминающей среде (перфолента, магнитная лента или магнитный диск).
Устанавливаемый на защищаемом объекте комплекс вычислительных средств должен обладать быстродействием и объемом запоминающих устройств, достаточным для выполнений защиты всех его элементов. Кроме разработки алгоритмов функционирования программных защит одной из центральных задач, возникающих при разработке защит, является выбор структуры вычислительной системы. При этом определяются элементный состав вычислительной системы и взаимосвязи между элементами. Ос -новными критериями сравнения вариантов вычислительных систем являются следующие: обеспечение надежности функционирования средств релейной
защиты; минимизация задержки срабатывания для быстродействующих защит. Полное время срабатывания программной защиты включает две составляющие — время наблюдения за процессом на защищаемом элементе и время счета по алгоритму; экономичность и минимизация объема аппаратуры вычислительной системы; возможность изменения алгоритмов и наращивания функций; удобство эксплуатации, простота разработки и отладки программного обеспечения вычислительной системы.
Разработка программных защит, реализуемых на базе микропроцессорной вычислительной техники, является в настоящее время перспективным направлением в области релейной защиты, однако еще не получившим широкого применения на практике.
Использованные источники:
1. Шукин Д.Б., Лыков Ю.Ф. Применение ЭВМ для проектирования систем электроснабжения. М., Энергоатомиздат, 1982.
2. В.К. Кабулов., А.В. Кабулов. Арифметические, логические и алгоритмические основы ЭВМ. - Ташкент.: «Fan va texnologiya», 2011, 300 стр.
