Физические основы работы полупроводниковых приборов

Страница 3 из 11

2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
Полупроводниковый диод является одной из разновидностей вентиля, т. е. такого элемента, который пропускает ток только в одном направлении. При приложении напряжения в прямом направлении сопротивление идеального вентиля равно нулю, падение напряжения п.» нем отсутствует, ток ограничивается с помощью сопротивления других элементов цепи. При приложении напряжения в обратном направлении сопротивление вентиля бесконечно велико, все действующее в цепи напряжение приложено к вентилю, ток в цепи не проходит.

Рис, 9. Схематическое изображение полупроводникового диода.
Полупроводниковый диод (в дальнейшем — диод) состоит из двух слоев кристалла (рис. 9), в одном из которых за счет введения так называемых донорных примесей имеется излишек свободных электронов в кристаллической решетке атомов (гс-слой), а в другом наблюдается их недостаток, или, как принято говорить, есть излишек «дырок» (р-слой). Излишек дырок образуется за счет введения так называемых акцепторных

Примесей. При этом каждый слой электрически нейтрален, а излишек (или недостаток) электронов рассматривается относительно свободных мест для них в кристаллической решетке основного материала.
В большинстве случаев в качестве основного кристалла используют германий или кремний, т. е. элементы IV группы, в состав атомов которых входят четыре валентных электрона. Тогда в качестве донорных примесей применяют элементы V группы, имеющие по пять валентных электронов в атоме — сурьму, фосфор, мышьяк. В качестве акцепторных примесей применяют элементы III группы, имеющие по три валентных электрона, например индий, галлий и бор.

Атомы примеси внедряются в кристаллическую решетку основного материала. При этом каждый атом примеси (как и атом основного материала) должен связаться, т. е. иметь общие электроны, с четырьмя соседними атомами основного материала. У донор пых примесей из пяти валентных электронов четыре входят в связь с четырьмя атомами основного полупроводникового кристалла, а один остается свободным. Получается кристалл с свободными электронами, из которого образуется п-слой (в диодах и других полупроводниковых приборах). У акцепторных примесей для связи с четырьмя атомами основного материала одного электрона не хватает, т. е. образуется дырка. Из такого кристалла образуется р-слой.
На границе соприкосновения слоев (рис. 9) при отсутствии внешнего электрического поля часть электронов из п-слоя переходит в р-слой. Из-за этого р-слой получает отрицательный заряд, а n-слой положительный. В прилежащей к границе своев области возникает электрическое поле, препятствующее дальнейшему переходу электронов в р-слой. Близкая к границе слоев зона, в которой действует внутреннее электрическое поле, называется р-н-переходом.
Если приложить к диоду напряжение В прямом направлении, т. е. плюс к р-слою, а минус к n-слою, то электрическое иоле от приложенного напряжения скомпенсирует внутреннее электрическое поле в р-н-переходе. Свободные электроны получат возможность перемещаться в р-слой к притягивающему их положительному электроду. Точно также дырки получат возможность перемещаться в n-й слой к отрицательному электроду.
По диоду пойдет ток в прямом направлении. Вместо уходящих из л-слоя электронов от источника питания поступят новые, поэтому оба слоя будут по-прежнему электрически нейтральными. После отключения источника питания ток через диод прекратится, авр-и л-слоях останутся свободные электроны и дырки в такой же концентрации, что и до прохождения тока.
Если напряжение приложить в обратном направлении, т. е. плюс к ft-слою, то электрическое поле от приложенного напряжения усилит внутреннее поле в р-л-переходе. Отрицательный электрод (присоединенный к р-слою) будет отталкивать от себя свободные электроны n-слоя, прохождение тока в прямом направлении станет невозможным. При этом некоторое количество электронов может перемещаться из р-слоя в n-слой, образуя обратный ТОК /обр. Однако этот ток очень мал, так как свободные электроны в р-слое практически отсутствуют.
При увеличении обратного напряжения Uобр происходит резкое лавинообразное увеличение /0бр за счет ионизации р-слоя под действием электрического поля и повышения температуры. Это явление называется пробоем диода. Напряжение, при котором наступает пробой, называется напряжением пробоя. Вольт-амперная характеристика реального диода Д226 показана на рис. 10. Масштабы для прямых и обратных токов (напряжений) на рисунке различны в связи с разным порядком их величин.
Основными параметрами диодов являются допустимое обратное напряжение Uoбр.max наибольший обратный ток Iобр, допустимый ток в прямом направлении Iдоп, падение напряжения в прямом направлении Uпр
В реле РЧ применены кремниевые диоды Д223 и Д226. Они используются в основном для разделения цепей и образования диодных ключей.

Рис. 10. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода.
Полупроводниковый стабилитрон представляет собой кремниевый диод с повышенной концентрацией электронов  и дырок, поэтому р-л-переход у него получается достаточно узким и при приложении к диоду относительно небольшого обратного напряжения в р-п-переходе получается значительная напряженность электрического поля. Появляется возможность непосредственного перехода электронов из р-слоя в n-слой (электрический

Рис. П. Вольт-амперные характеристики стабилитронов.
я —полная; б — обычно изображаемая часть полной характеристики, являющаяся рабочей.

 пробой перехода), это приводит к быстрому увеличению обратного тока при практически постоянном приложенном напряжении. Если ограничивать обратный ток с помощью сопротивлений элементов внешней цепи и не допускать перегрева диода, то он не разрушается. При уменьшении обратного напряжения обратный ток резко снижается.
Обратное напряжение, при котором наступает электрический пробой, остается практически постоянным. Оно используется в качестве стабилизированного напряжения. Если включить стабилитрон в прямом направлении, то он ведет себя как обычный диод. Падение напряжения в прямом направлении составляет 0,5—1 В. Полная характеристика стабилитрона (как диода) и его рабочая характеристика показаны на рис. 11. Основным параметром стабилитрона является напряжение стабилизации Uот, т. е. обратное напряжение на стабилитроне при прохождении по нему тока определенной для данного типа стабилитрона величины и температуре 20°С. Напряжение UCT для разных стабилитронов одного типа (при одном и том же токе) бывает различным, отклонения обычно составляют ±10°/о среднего значения U ст.

Важными параметрами стабилитрона являются минимальный Ict.min и максимальный max обратный ток и рассеиваемая мощность. При токе через стабилитрон меньше Ict.min напряжение на нем сильно зависит от тока, т. е. уже не является стабилизированным. При токе больше Iст.max стабилитрон сильно нагревается и может выйти из строя.

Рис. 13. Транзистор р-п-р. I — эмиттерный переход; г —коллекторный переход.
Колебания стабилизированного напряжения, вызванные изменением в допустимых пределах тока через стабилитрон и температуры, составляют обычно 3—5%£/Ст- для используемых в РЧ стабилитронов это доли вольта. Более существенное изменение UCi может произойти при замене стабилитрона.
При использовании стабилитрона для получения стабилизированного напряжения его включают так, как показано на рис. 12. При изменении входного напряжения t/в* примерно пропорционально изменяется ток стабилитрона Iст- Кроме того, /ст изменяется при изменении нагрузки. Увеличение тока по нагрузке Iнатр приводит к увеличению падения напряжения на балластном резисторе из-за чего ток по стабилитрону уменьшается. Если колебания входного напряжения и тока нагрузки таковы, что Iст остается в пределах допустимого тока (не меньше минимального и не больше максимального), то напряжение на стабилитроне и, следовательно, на нагрузке остается практически постоянным.

В реле РЧ, как и в ряде других полупроводниковых устройств, стабилитроны применяют именно для получения постоянного стабилизированного напряжения. Совместно с балластными резисторами они являются основными элементами блока питания реле.
Для реле РЧ применяют стабилитроны Д815А и Д816А, для которых напряжение стабилизации соответственно составляет примерно 6 и 22 В.
Полупроводниковый триод или транзистор состоит из трех слоев кристалла: р-п-р или п-р-п. В качестве основного кристалла используют германий или кремний. Большее применение имеют транзисторы р-п-р с так называемой прямой проводимостью. Рассмотрим принцип их действия. Схема транзистора изображена на рис.13. Левый р-слой называется эмиттером Э, правый — коллектором К, средний n-слой — базой Б. Концентрация дырок в эмиттере и коллекторе значительно выше, чем концентрация свободных электронов в базе. На границах слоев, как и в полупроводниковом диоде, образуются р-п переходы. Переход на границе эмиттера и базы называется эмиттерным переходом, а на границе коллектора и базы — коллекторным переходом.

Чтобы пропустить через транзистор ток, к слоям нужно приложить напряжение так, как это показано на рис. 13. К эмиттерному переходу приложено напряжение Uаб в прямом направлении (плюс к р-слою). Переход открыт, и дырки поступают из эмиттера в базу, образуя эмиттерный ток Iэ- Часть из них, соответствующая числу свободных электронов в базе, уходит из базы во внешнюю цепь, образуя ток баз Iб. Поскольку концентрация свободных электронов в базе значительно меньше концентрации дырок в эмиттере, в создании участвует лишь 5—10% общего числа дырок, поступивших в базу нз эмиттера. Остальные дырки иод воздействием электрического поля, созданного коллекторным напряжением Uб,к, через коллекторный переход поступают в коллектор и затем во внешнюю цепь, образуя коллекторный ток /к. Этот ток является обратным для коллекторного перехода. Но переход не разрушается, поскольку ток создается не за счет ионизации слоев, а за счет притока дырок из эмиттера. Этот ток ограничивают таким образом, чтобы транзистор не перегревался. В рассмотренном режиме под действием приложенного напряжения эмиттер-—коллектор Uэк через транзистор проходит ток Iн, транзистор открыт. Ток 1и, т. е. степень открытия транзистора, при прочих равных условиях определяется напряжением эмиттер — база. Полностью открытый транзистор имеет очень небольшое внутреннее. Сопротивление; падение напряжений в используемых транзисторах не превышает 0,2 В.

Рис. 15. Транзистор п-р-п.
J — эмиттерный переход; 2 — коллекторный переход.
Если базу сделать положительнее эмиттера (рис. 14), то эмиттерный и коллекторный переходы окажутся закрытыми. По коллекторному переходу при этом проходит обратный ток Iк,о, составляющий для современных транзисторов единицы и доли микроампер. Несмотря на приложенное, как и в предыдущем случае, напряжение Uэк ток через транзистор (т. е. по цепи эмиттер — коллектор) практически не проходит, транзистор закрыт.

Рис. 14. Подведение напряжений к транзистору р-п-р для его закрытия.
Таким образом, незначительное изменение управляющего напряжения Uэб вызывает изменение тока через транзистор от нуля до максимального значения, переводит транзистор из открытого состояния в закрытое (и наоборот).
Сказанное выше относится и к транзисторам с обратной проводимостью типа п-р-п. Для прохождения через такой транзистор тока к нему следует подвести напряжение так, как показано на рис. 15. В этом случае эмиттер является источником свободных электронов, которые проходя через эмиттерный и коллекторный переходы, создают ток I0, h и Iк- Поскольку направление тока совпадает с перемещением положительных зарядов, считается, что ток через открытый п-р-п транзистор проходит от коллектора к эмиттеру. Противоположное направление токов в транзисторах разной проводимости учитывается в их условных изображениях. На рис. 16 стрелка направлена для транзистора р-п-р от эмиттера к базе, а для п-р-п от базы к эмиттеру.
В реле РЧ транзисторы включены по схеме с общим эмиттером; используют только полностью открытое или полностью закрытое состояние транзисторов, т. е. они работают в ключевом режиме.
Необходимо отметить еще одну особенность транзистора Поскольку эмиттер и коллектор представляют собой слои полупроводника одной и той же проводимости, принципиально возможна работа транзистора с обратной полярностью напряжения эмиттер—коллектор (рис 17) При этом коллектор играет роль эмиттера, и наоборот В таком случае транзистор открыт, если база будет отрицательнее коллектора Этот режим работы называется инверсным

Рис. 17. Работа транзисторов в инверсном режиме.
Мы рассмотрели работу полупроводниковых приборов очень упрощенно Принцип действия, устройство, характеристики полупроводниковых приборов, а также способы их использования достаточно широко освещены, например, в  [1, 2], а технические данные и основные характеристики приведены, например, в [3].

Осмотр и ревизия реле | Реле частоты РЧ-1

Страница 5 из 11

4. ПРОВЕРКА И НАЛАДКА РЕЛЕ
Порядок технического обслуживания всех устройств релейной защиты и электроавтоматики определен соответствующими руководящими материалами [4, 7]. Ниже приведены ориентировочные объем и порядок проверки реле при новом включении и некоторые рекомендации по проверке отдельных элементов, а также поиску неисправностей.
Во время наладки при новом включении реле рекомендуется выполнить следующее: внешний осмотр и механическую ревизию; проверку изоляции, выходного промежуточного реле, блока питания, работоспособности полупроводниковой части схемы; настройку реле на частоты срабатывания и возврата для пуска АПВ; проверку зависимости частоты срабатывания от напряжения и поведения реле при подаче и снятии переменного напряжения и напряжения постоянного оперативного тока; проверку работы реле в полной схеме; измерение времени срабатывания; повторный осмотр.
Такой объем проверок реле при новом включении необходим в связи со следующими причинами: во-первых, некоторые неисправности могут появиться при транспортировке и хранении реле (например, ослабление резьбовых соединений, ухудшение изоляции, иногда нарушение паек), во-вторых, при новом включении следует накопить некоторую информацию о конкретном реле, что позволит во время эксплуатации более правильно судить о техническом состоянии реле и его отдельных элементов. Данных из заводского технического паспорта для этих целей недостаточно.
При внешнем осмотре и ревизии (механической) реле РЧ-1 и вспомогательного устройства ВУ-3 следует, как и для другой аппаратуры, оценить механическую исправность отдельных элементов и их закрепление, проверить затяжку всех резьбовых соединений и надежность паек. Особенно внимательно нужно осмотреть съемную плату с полупроводниковыми приборами. Ее тщательно осматривают с двух сторон, обращают внимание на исправность контактных дорожек, отсутствие отслоений от них, трещин, каких-либо посторонних перемычек (олово, канифоль, винты, шайбы и т. п.) между соседними дорожками или дорожкой и корпусом радиоэлемента (резистора, транзистора, диода и др.), а также между корпусами радиоэлементов.
Проверяют, чтобы паяные поверхности не имели воронок, загрязнений, видимых инородных вкраплений. Припой должен заливать место соединения со всех сторон, заполняя щели и зазоры между проводами и контактами. Наличие воронки в месте входа ножки радиоэлемента или провода в припой может указывать на недостаточную надежность пайки.
Убеждаются, что на радиоэлементах нет следов подгаров, между ними есть зазоры, они надежно закреплены (посадка на клей, крепление гайками или винтами и т. д.). Следует также проверить закрепление фольги рамки габаритных размеров съемной платы и при необходимости удалить ее отслоившиеся части.
Если обнаружены какие-либо дефекты или неисправности в съемной плате, то устранять их следует в лаборатории, так как при выполнении пайки в условиях релейного щита нельзя гарантировать ее надежность. При исправлении паек или замене радиоэлементов следует соблюдать меры предосторожности. Нельзя перегревать место пайки на печатной плате, так как это может привести к порче радиоэлемента, отслоению контактных дорожек, образованию замыканий между ними из-за больших наплывов припоя. Пайку следует производить паяльником мощностью не более 60 Вт; при пайке диодов и транзисторов обязательно используют теплоотводы. Лучше всего использовать припой ПОС-61, а в качестве флюса 30%-ный раствор канифоли в спирте. Количество флюса должно быть минимальным, обильное смачивание места пайки флюсом недопустимо.
В случаях замены радиоэлементов формовку их выводов нужно выполнять по рекомендациям заводов-изготовителей. Они прилагаются в упаковке. Как правило, изгибать выводы следует не ближе чем на 10 мм от корпуса прибора.
Проверяют исправность и хорошее закрепление разъема, связывающего съемную плату с корпусом.
Исправность переменных резисторов оценивают по легкости хода и отсутствию затираний. При затяжке винтов на магнитопроводах трансформаторов и дросселей, а также при закреплении магнитных шунтов дросселей ]Др и 2Др (здесь и далее обозначения отдельных элементов соответствуют принципиальной схеме реле РЧ-1, показанной на рис. 3, если нет дополнительных ссылок на другие рисунки) не следует прилагать больших  усилий. Эти винты небольшого диаметра и иногда резьба срывается.
Необходимо обратить внимание на установку диода Д21 (смонтирован на выходном реле РП). Этот диод не должен касаться металлических частей реле РЧ-1 (или находиться от них очень близко) при установленной на место откидной плате.
Проверку изоляции выполняют путем измерения ее сопротивления и испытания ее электрической прочности. Предварительно измеряют сопротивление изоляции при снятой плате с полупроводниковыми приборами. Чтобы напряжение от мегаомметра попало на все элементы реле, перед проверкой следует соединить выводы 1 и 3 реле («плюс» и «минус» постоянного оперативного напряжения) и подключить к ним выводы 2 и 4 реле (контакты выходного реле), убедиться, что установлена перемычка между выводами 9 и 10 реле (или винт на переключательной колодке ПК установлен в одно из гнезд), т. е. вывод 3 реле связан с внутренними цепями, соединить выводы 5 и 6 реле и подключить их к одному из переключателей уставок по частоте, чтобы связать их с обмотками дросселей, закоротить конденсаторы измерительных цепей 2С—5С и выдержки времени 6С—8С, промежуточное реле заклинить в подтянутом положении. Для временных перемычек лучше всего пользоваться проводами с зажимами «крокодил».
Измеряют сопротивление изоляции относительно земли или корпуса реле цепей: переменного напряжения (вывод 7 — земля), постоянного оперативного тока (вывод 1 — земля), вторичных напряжений (переключатель уставок по частоте — земля). Сопротивление изоляции измеряют между: цепями переменного напряжения и цепями постоянного оперативного тока (вывод 7 —вывод 1 реле), первичной и вторичной обмотками входного трансформатора Т (вывод 7—переключатель уставок по частоте). Для проверки используют мегаомметр на 1000 или 2500 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее 10 МОм, как правило, оно составляет более 50 МОм.
Затем плату с полупроводниковыми приборами устанавливают на место. Теперь цепи постоянного оперативного тока связаны с цепями вторичного напряжения через схему реле, поэтому нельзя проверять изоляцию между выводами 1 и 3 реле и какими-либо элементами схемы (например, выводами 5 и 6; конденсаторами измерительных цепей или выдержки времени и т. д.). Как правило, установка съемной платы не ухудшает состояние изоляции, но поскольку реле будет эксплуатироваться с вставленной съемной платой, проверяют сопротивление изоляции цепей переменного напряжения (вывод 7) и цепей постоянного оперативного тока (вывод 1) па землю и между собой (мегаоммстром 1000 или 2500 В). В протокол заносят результаты последних испытаний
В соответствии с [5] проверяют электрическую прочность изоляции переменным напряжением (1000 В в течение 1 мин) и повторно измеряют сопротивление изоляции (только при установленной съемной плате). Снимают временную перемычку между цепями оперативного тока и контактами промежуточного реле и измеряют сопротивление изоляции между ними (мегаомметром 1000 или 2500 В), затем снимают остальные временные перемычки.
Перед проверкой изоляции вспомогательного устройства нужно соединить его выводы 1 и 3, закоротить конденсатор С1 (рис. 5), соединить его с выводом / устройства ВУ-3. Измеряют сопротивление изоляции относительно земли или корпуса устройства ВУ-3: первичных цепей переменного напряжения (вывод 2— земля), вторичных цепей (вывод 1 — земля).
Измеряют сопротивление изоляции между первичными и вторичными цепями (вывод 1 — вывод 2 устройства ВУ-3). Затем проверяют электрическую прочносгь изоляции и повторно измеряют сопротивление.
Проверка выходного промежуточного реле РП состоит из измерений напряжения срабатывания и возврата реле РП. Эти измерения производят известными методами. Чтобы не повредить элементы полупроводниковой схемы, и в том числе диод, подключенный непосредственно на колодке промежуточного реле, нужно спять выходное реле с разъема.
Напряжение срабатывания должно быть 12,5—14 В, напряжение возврата 6—7 В (допускается до 1,5 В).
При необходимости производят регулировку реле в соответствии с [5] и рекомендациями, приведенными в техническом описании и инструкции по эксплуатации реле РЧ-1 [7].
Проверка блока питания заключается в измерении напряжения на шинках +6 В, —12 В, —22 В. При этом выходное реле РП и плата с полупроводниковыми при- 44
(юрами должны быть установлены на свои места; переносный винт на переключающей колодке ПК поставлен в гнездо 1 при номинальном напряжении 220 В и в гнездо 2 при 110 В; на зажимы 1 и 3 реле подано постоянное напряжение 0,8:1,1 Uном.
Напряжение измеряют относительно шинки 0, к которой можно подключить на гнезде 86 разъема Р, а также непосредственно на плате с полупроводниковыми приборами, где эта шинка имеет маркировку (как и шинки +6 В, —12 В, —22 В).
Чтобы при измерении не перегружать блок питания, нужно использовать вольтметр с внутренним сопротивлением на используемом пределе не менее 20 кОм. При оценке результатов измерений следует руководствоваться данными, приведенными ниже.

При значительных отклонениях измеренных напряжений от нормы в первую очередь нужно убедиться в исправности стабилитронов Ст1 и Сг2. При исправных стабилитронах отклонения напряжений от нормы могут быть вызваны неисправностью как в блоке питания, так и в другой части полупроводниковой схемы реле. Рекомендации по проверке схемы реле даны ниже.
Если предполагается использовать реле РЧ-1 на переменном оперативном токе совместно со вспомогательным устройством ВУ-3, то блок питания нужно проверять вместе с устройством ВУ-3. Выводы 1 и 3 реле подключают к выводам 1 и 3 устройства ВУ-3. На вход устройства ВУ-3 подают переменное напряжение 0,4UHOM, UHOM, l,3UHOM и измеряют напряжение на шинках +6 В, —22 В и —12 В реле РЧ-1, как описано выше. Устройство ВУ-3 и блок питания исправны, если эти напряжения соответствуют норме при каждом из указанных выше значений переменного напряжения на входе устройства ВУ-3. Если измеренные напряжения
отличаются от нормы, то для выяснения того, что неисправно (блок питания реле РЧ-1 или устройство ВУ-3), нужно проверить блок питания реле РЧ-1 от аккумуляторной батареи или подключить устройство ВУ-3 к исправному реле.
Все дальнейшие проверки выполняют с тем родом оперативного тока, с которым реле РЧ-1 будет работать в полной схеме.
Для проверки работоспособности полупроводниковой части схемы на выводы 7- -8 реле следует подать переменное напряжение (около 100 В), а на 1 и 3— номинальное напряжение постоянного оперативного тока или номинальное переменное напряжение на вход устройства ВУ-3 (в дальнейшем будем это называть: «подать переменное напряжение и оперативный ток»).
При нажатии кнопки К на лицевой плате реле РЧ-1 выходное реле РП должно сработать. Напряжение на нем должно быть в пределах 19—24 В. Если выходное реле не сработало или напряжение на его обмотке ниже указанного, необходимо проверить схему реле в соответствии с рекомендациями, приведенными ниже. Снижение напряжения на обмотке реле в первую очередь может быть вызвано неисправностью транзистора Т9 или диода Д21. Перед поиском неисправности в полупроводниковой части схемы полезно убедиться в исправности цепей переменного напряжения и измерительных цепей.

Проверка при подаче и снятии переменного напряжения и оперативного тока

Подробности

Категория: РЗиА

Содержание материала

Страница 8 из 11

Проверяют реле при подаче и снятии переменного напряжения. Напряжение оперативного тока должно быть подано, частоту переменного напряжения устанавливают на 0,1—0,15 Гц выше уставки срабатывания. Снятие переменного напряжения производят размыканием и закорачиванием цепей напряжения, что возможно в условиях эксплуатации. Чтобы не повредить ГТЧ. замыкание цепей следует производить кратковременно, при этом последовательно с реле нужно включить резистор на 1—1,5 кОм.
Проверку производят по несколько раз каждым способом. Реле не должно срабатывать при снятии и подаче переменного напряжения. Если реле хотя бы кратковременно срабатывает, то в первую очередь следует убедиться в исправности блокировки, состоящей из элементов Rl, CI, R14 и Д10.
Аналогично проверяют реле при подаче и снятии напряжения оперативного тока. Переменное напряжение от ГТЧ примерно 100 В с частотой на 0,1—0,15 Гц выше уставки срабатывания подают на выводы 7 и 8 реле РЧ-1 и не отключают. Оперативное напряжение на выводы 1 и 3 реле подают и отключают несколько раз Перерывы между отключением и подачей оперативного напряжения должны быть разными: от долей секунды до нескольких секунд. Если реле РЧ-1 использовано с устройством ВУ-3, то подают и отключают напряжение на вход устройства ВУ-3 (тоже с разными перерывами).
При этом реле не должно срабатывать. Если оно срабатывает (хотя бы кратковременно), то в первую очередь следует убедиться в исправности конденсаторов С5 и СБ в блоке питания.
Все перечисленные выше проверки можно делать на отдельном реле в лаборатории. Остальные испытания нужно проводить только в полной схеме путем подачи переменного и постоянного напряжения на ряд зажимов панели. Сначала нужно убедиться в правильности подключения ГТЧ (или в его пригодности, если ранее использовали другой ГТЧ). Следует также проверить, что устройство ВУ-3 правильно подключено к реле РЧ-1 (по полярности).
Проверяют работу реле в полной схеме устройства. Для этого на устройство подают переменное напряжение и напряжение оперативного тока (переменное или постоянное). Плавным изменением частоты переменного напряжения добиваются многократного срабатывания и возврата реле РЧ-1 Следует убедиться в отсутствии сильного искрения па контактах выходного реле РЧ-1, в четкой и надежной работе внешних промежуточных и других реле, входящих в устройство. В эксплуатации была отмечена недостаточная помехоустойчивость реле РЧ-1 (к помехам по цепям питания). Поэтому нужно проверить, что выходное реле РЧ-1 не отпадает при замыкании и размыкании контактов промежуточных и других реле, входящих в схему. Если при работе того или иного контакта выходное реле РЧ-1 отпадает, этот контакт следует более тщательно отрегулировать или установить искрогасительный контур.
Работу реле проверяют при номинальном и пониженном напряжении оперативного тока, либо при 0,8UHoM постоянного тока непосредственно на реле РЧ-1, либо при 0,4UНОМ, переменного напряжения на входе устройства

Измерение время срабатывания реле | Реле частоты РЧ-1

Страница 9 из 11

Измеряют время срабатывания реле. Перемычки уставки выдержки времени ставят в положение, соответствующее заданному времени срабатывания. На реле подают оперативный ток. Измеряют время от момента подачи на реле переменного напряжения в пределах 100 В с частотой на 0,3—0,5 Гц меньше настроенной уставки до замыкания контакта реле. Переменное напряжение на реле следует подавать через пусковой ключ секундомера, руководствуясь инструкцией по эксплуатации используемого секундомера. Измерение времени срабатывания проводят не менее 3 раз.
Следует помнить, что эксплуатация реле со всеми снятыми перемычками на переключателе уставок по времени недопустима. Если ни один конденсатор 6С— 8С не подключен, то транзистор Т9 кратковременно открывается каждый период, независимо от частоты поданного на реле РЧ-1 переменного напряжения. В таких условиях выходное реле РП не возвращается после срабатывания при любой частоте напряжения на входе реле РЧ-1.
На этом настройка реле закопчена. Его следует еще раз осмотреть, проверить фиксацию разъема съемной платы, выходного реле РП, положение перемычек и переключателей уставок. После включения реле РЧ-1 в полную схему устройства (подачи переменного напряжения от трансформатора напряжения и напряжения оперативного тока от рабочего источника) полезно еще раз убедиться в его работоспособности путем нажатия кнопки К.
При рассмотрении проверки и наладки реле РЧ-1 предполагали, что его отдельные элементы и реле в целом исправны. Если реле не работает или не обеспечены необходимые характеристики, то нужно проверять отдельные элементы реле. Прежде всего целесообразно выяснить, какая часть неисправна: съемная плата с полупроводниковыми элементами или часть схемы, элементы которой расположены на корпусе реле. Для этого на реле ставят заведомо исправную съемную плату. Чаще всего оказывается неисправной полупроводниковая часть реле.
Значительные отклонения напряжений от 6 до —22 В в первую очередь бывают из-за неисправности соответствующих стабилитронов. Иногда оказывается, что установлен стабилитрон не того типа. Отклонение напряжения  от —12 В может быть из-за неисправности или неправильного подбора резисторов R33 и R34.
Остальные неисправности легче всего найти, анализируя характер импульсов в некоторых точках схемы при поданном на реле номинальном напряжении оперативного тока и переменном напряжении на входе реле порядка 100 В. Одновременно измеряют напряжения на транзисторах высокоомным вольтметром — не менее 200 кОм на используемом пределе измерения. Таким сопротивлением на пределах 10—25 В обладают универсальные приборы Ц52, Ц435, Ц4315, Ц4340, Ц4360 и др.
Нормальный вид импульсов при переменном напряжении на входе реле с частотой выше уставки описан выше и показан на рис. 27.
Сравнивая форму и параметры импульсов с описанием, можно ориентировочно установить неисправный каскад, а иногда и характер повреждения. Отсутствие импульсов (прямая линия на экране) указывает, что транзистор не переключается. Если при этом падение напряжения на транзисторе составляет около 0,1 В, то он открыт. Следовательно, запирающий сигнал не поступает на базу транзистора или неисправен транзистор. Если падение напряжения на транзисторе более 2—2,5 В, то он закрыт. Следовательно, неисправны элементы схемы, связывающие базу транзистора с шинкой —12 В, или транзистор. Значительное уменьшение амплитуды или ширины импульсов также указывает на неисправности транзистора или других элементов, входящих в каскад. Рекомендации по проверке отдельных элементов рассмотрены ниже.

ИВЧ | АЧР энергосистем

Страница 24 из 37

Индукционное реле понижения частоты ИВЧ

Индукционные реле понижения частоты ИВЧ-011, ИВЧ-3 (рис. 6.1) имеют четырехполюсную электромагнитную систему с ротором в виде легкого алюминиевого стакана и контактную систему. На магнитопроводе 1 помещаются два контура. Четыре последовательно соединенные катушки 2 образуют с емкостью С индуктивно-емкостный контур, при прохождении по которому тока создается поток Ф1. Две катушки, последовательно включенные с активными сопротивлениями R1 и R2, образуют активно-индуктивный контур, создающий поток Фп.

Рис. 6.1. Индукционное реле понижения частоты ИВЧ: а — конструкция реле; 1 — магнитопровод, 2 — катушки, 2, 4, 5, 6 — полюса; 7 — сердечник; б — схема внутренних соединений, в — векторная диаграмма токов и напряжений в контурах I и II
Питание обоих контуров осуществляется от вторичных обмоток измерительного трансформатора напряжения. Реле имеет пружину и постоянный магнит, что обеспечивает разомкнутое состояние контактов при отсутствии напряжения.
Таким образом, при отсутствии удерживающей пружины частота срабатывания реле не зависит от приложенного напряжения.
Уставка срабатывания реле регулируется при помощи сдвоенного потенциометра — реостата, а шкала реле может быть изменена путем изменения сопротивления R2 (накладка 5—7 на рис. 6.2).
В ряде случаев возникает необходимость изменения уставки возврата реле частоты, например для выполнения ЧАП В на том же реле, обеспечения ресинхронизации или автоматической синхронизации с помощью АЧР. Эта цель весьма просто достигается автоматическим изменением сопротивления R2 после срабатывания АЧР с помощью контакта KL (рис. 6.2).

Рис. 6.2 Изменение уставки возврата реле ИВЧ

Рис. 6.3. Зависимость частоты срабатывания индукционного реле понижения частоты от напряжения
Основные паспортные данные реле следующие: диапазон уставок срабатывания 45—49 Гц, коэффициент возврата 1,01, при номинальном напряжении на реле U=100 В и температуре

Индукционное реле частоты в момент включения его под напряжение (например, после перегорания предохранителей в цепях трансформатора напряжения), а также при переходных процессах в цепях трансформатора напряжения (перемежающиеся короткие замыкания и т. д.) работает ложно (замыкает свои контакты). Для предотвращения ложной работы устройств АЧР в таких случаях обычно вводят выдержку времени примерно 0,2—0,3 с.
При выделении некоторых районов или энергосистем с большим дефицитом мощности глубокое и быстрое снижение частоты сопровождается, как правило, одновременным глубоким снижением напряжения в узлах нагрузки, при этом, как видно из рис. 63, частота срабатывания индукционного реле частоты существенно снижается, а при значениях напряжения около 40 В реле вообще может не сработать [48 ]. Отказ при глубоких снижениях напряжения устройств АЧР и делительных автоматик по частоте, выполненных на индукционном реле частоты, неоднократно имел место на практике, что являлось причиной тяжелого развития аварий или затяжки их ликвидации.
Для обеспечения надежной работы разгрузки в районах, где возможно одновременно снижение частоты и глубокое снижение напряжения, следует в устройствах АЧР и делительной автоматики по частоте в первую очередь заменить индукционные реле частоты на полупроводниковое реле РЧ-1, имеющее малую зависимость уставки от контролируемого напряжения.

Рис. 6.4. Принципиальные схемы включения реле ИВЧ: а — через промежуточный автотрансформатор; б — через стабилизатор напряжения, в — зависимость напряжения на реле ИВЧ от напряжения на входе стабилизатора при различных значениях частоты (уставка реле =46 Гц, стабилизатор С=0,09)

Рис. 6.5. Реле понижения частоты РЧ-1: а — структурная схема; б — временные диаграммы работы реле
При отсутствии реле РЧ-1 возможно включение реле ИВЧ через промежуточный трансформатор (рис. 6.4, а) с переключением
при понижении напряжения отпаек вторичной обмотки с помощью реле KV. Возможно также включение реле ИВЧ через стабилизатор напряжения (рис. 6.4,б, в). Однако в последнем варианте из-за несинусоидальности напряжения на выходе стабилизатора в ряде случаев наблюдается повышенная вибрация контактов реле частоты, что может приводить к ненадежной работе реле времени; кроме того, по той же причине при подключении реле частоты к стабилизатору наблюдаются уход уставки (до 0,5 Гц) и, как следствие, требуется настройка реле частоты вместе со стабилизатором с помощью более мощного источника, нежели применяемые для настройки реле электронные генераторы [39].

РЧ-1

Nikita>Почитайте вот эту ветку

Nikita>http://rza.communityhost.ru/thread/?thread__mid=754789152

Nikita>В ней есть ссылки на книгу в которой нарисована схема и на циркуляр в котором
Nikita>описываются изменения в схеме реле частоты РЧ-1.

Nikita>От себя еще добавлю список НТД по РЧ-1,к сожалению, ничего из этого списка у меня в электронном виде нет, если у кого-то есть буду признателен, если вышлете, обязательно выложу на своем сайте для всеобщего обозрения и скачивания.

Nikita>НТД по РЧ-1

Nikita>1. Инструкция по наладке и проверке реле частоты РЧ-1.— М.: СПО ОРГРЭС, 1976.
Nikita>2. Методика наладки и проверки реле частоты РЧ-1. РЧ-2 1983 г СПО ОРГРЭС 1983 г МУ 34-70-003-82.
Nikita>3. Извещение о дополнении №1 «Методики наладки и проверки реле частоты РЧ-1, РЧ-2».— М.: СПО Союзтехэнерго, 1990.

Nikita>4. «О конструктивном дефекте реле РЧ-1» — Информационное письмо ЦС РЗА Ярэнерго от 27.07.87 г.
Nikita> Отмечается неудачное монтажное выполнение одного из диодов в схеме реле РЧ-1 выпуска после 1979 г., смещение которого в пространстве
Nikita> может приводить либо к срабатыванию выходного реле, либо к появлению «земли» на постоянном токе (работе сигнализации).
Nikita> Предлагаются мероприятия, предотвращающие срабатывание реле или появление «земли» на постоянном токе.
Nikita>5. Письмо Смоленскэнерго № 5721/05 от 01.08.88 г. (информационное письмо СРЗА Смоленскэнерго № 88/6).
Nikita> Отмечаются случаи ложной работы АЧР с реле РЧ-1, имеющих внешнюю блокировку по напряжению, в момент успешного включения питающей
Nikita> ВЛ 110 кВ устройством ТАПВ (из-за «клевков» контактов выходного реле РЧ-1 при подаче напряжения оперативного тока).
Nikita> Предлагаются мероприятия, предотвращающие ложную работу АЧР.
Nikita>6. «О дефектах блокировки АЧР по направлению мощности» — Указание Рязаньэнерго № 9 от 14.06.91 г.
Nikita> Показано, что, если действие АЧР заведено на отключение трансформатора, питающего подстанцию, а контакт реле мощности блокировки АЧР
Nikita> включен последовательно с контактом реле частоты, то при аварийном снижении частоты в системе и отключении трансформатора от АЧР в
Nikita> дальнейшем возможна многократная работа АЧР. — После отключения трансформатора происходит возврат выходного реле АЧР, далее схема
Nikita> вызывает включение трансформатора от устройства ЧАПВ, повторное его отключение от АЧР и так далее до тех пор, пока не восстановится
Nikita> частота в сети, либо не выйдет из строя выключатель трансформатора. Предлагается изменить схему выходных цепей АЧР в соответствии с
Nikita> прилагаемой схемой без установки дополнительной аппаратуры.

Nikita>

Спасибо Nikita

реле частоты РЧ-1, РЧ1, реле частоты РСГ-11, РСГ11, реле частоты РСГ-11-50, РГР-11, РГР11, реле частоты РСГ-11

Описание

еле частоты РЧ-1 (РЧ1). Реле применяют в устройствах релейной защиты и автоматики для фиксации понижения частоты переменного тока. Реле РЧ-1 являются основными элементами автоматической частотной разгрузки (АЧР), устройств частотного пуска и используются для некоторого изменения настройки регуляторов турбин и котлов. Кроме того, реле РЧ используются для пуска автоматического повторного включения (АПВ) присоединений, отключенных АЧР, после восстановления частоты

Связаться с продавцом

Технические данные реле РЧ-1
пределы изменения уставок по срабатыванию 50-45 Гц, по возврату 46-51 Гц;
уставки по времени срабатывания 0,15, 0,3; 0,5 с; время возврата не более 0,25с;
изменение частоты срабатывания при изменении напряжения постоянного оперативного тока в пределах 0,8÷1,1 Uном или напряжения переменного оперативного тока в пределах 0,4÷1,3 Uном и одновременном изменении переменного напряжения на входе реле (выводы 7 и 8) в пределах 40-130 В не более 0,2 Гц;
то же при изменении переменного напряжения на входе реле в пределах 20-130 В не более 0,3 Гц;

Технические данные реле РЧ-2
пределы изменения уставок по срабатыванию 50-55 Гц, по возврату 55-50 Гц;
изменение частоты срабатывания при изменении напряжения постоянного оперативного тока в пределах 0,8÷1,1 Uном или напряжения переменного оперативного тока в пределах 0,4÷1,3 Uном и одновременном изменении переменного напряжения на входе реле (выводы 7 и 8) в пределах 60-150 В не более 0,2 Гц;
то же при изменении переменного напряжения на входе реле в пределах 45-150 В не более 0,3 Гц, а 20-150 В — не более 0,4 Гц;

Современным аналогом реле РЧ-1 и РЧ-2 является рсг-11

Лицензии и сертификаты

Связаться с продавцом

Доставка и оплата

Доставка во все регионы России.

Связаться с продавцом