Элементы автоматических устройств энергосистем. В. Г. ДОРОГУНЦЕВ, Н. И. ОВЧАРЕНКО

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

Введение

В-1. Назначение и особенности автоматических устройств

В-2. Сигналы автоматических устройств

В-3. Схемы, функциональные части и элементы автоматических устройств

В-4. Прямая и обратная связи в автоматических устройствах

Глава первая. Характеристики элементов автоматических устройств

1-1. Функциональные характеристики

1-2. Передаточная функция.

1 -3. Комплексная частотная характеристика

1-4. Проходная характеристика

1-5. Информационные характеристики

1-6. Энтропийные погрешности преобразования сигналов

1-7. Информационный порог чувствительности. Информационный диапазон проходной характеристики

1-8. Информационная и пропускная способность. Информационный объем

1-9. Надежность элементов

Глава вторая. Принципы действия и способы выполнения измерительных органов

2-1. Назначение, особенности и виды измерительных органов

2-2. Принципы действия измерительных органов

2-3. Структурные схемы измерительных органов

2-4. Основные функциональные характеристики элементов сравнения

2-5. Характеристики измерительных органов релейного действия

2-6. Погрешности характеристик и информационная способность измерительных органов релейного действия

Глава третья. Линейные измерительные преобразователи

3-1. Назначение и разновидности измерительных преобразователей

3-2. Входные и промежуточные трансформаторы

3-3. Трансреактор

3-4. Фазоповоротные схемы

3-5. Преобразователи изменений частоты синусоидальных напряжений (токов)

3-6. Фильтры симметричных составляющих.

3-7. Характеристики и показатели фильтров

3-8. Фильтры нулевой последовательности

3-9. Фильтры напряжения обратной последовательности

3-10. Фильтры тока обратной последовательности

3-11. Комбинированные фильтры тока

3-12. Линейные преобразователи с заданными передаточными функциями

Глава четвертая. Нелинейные измерительные преобразователи

4-1. Разновидности нелинейных преобразователей

4-2. Нелинейные преобразователи амплитуды синусоидального напряжения и тока

4-3. Квадратирующие измерительные преобразователи

4-4. Диодные аппроксимирующие преобразователи

4-5. Активные нелинейные преобразователи

4-6. Измерительные преобразователи мощности

Глава пятая. Электромеханические устройства сравнения сигналов и измерительные органы релейного действия .

5-1. Особенности электромеханических измерительных органов

5-2. Функции преобразования электромеханических устройств сравнения

5-3. Электромагнитное устройство сравнения абсолютных значений

5-4. Электромагнитные измерительные реле

5-5. Индукционное устройство сравнения фаз

5-6. Индукционные измерительные реле

5-7. Параметры срабатывания измерительных реле

5-8. Контакты измерительных реле

Глава шестая. Полупроводниковые элементы сравнения

6-1. Виды полупроводниковых элементов сравнения

6-2. Диодные схемы сравнения абсолютных значений двух электрических величин

6-3. Диодные схемы сравнения двух величин по фазе

6-4. Характеристики диодных схем сравнения

6-5. Амплитудно-фазные диодные схемы сравнения

6-6. Время-импульсные схемы сравнения

6-7. Схемы сравнения абсолютного значения одной величины с заданным значением

Глава седьмая. Транзисторные усилители

7-1. Назначение, виды и характеристики усилителей автоматических устройств

7-2. Обратная связь в усилителях

7-3. Транзисторы и их основные характеристики

7-4. Транзисторный усилительный каскад

7-5. Внешние отрицательные обратные связи в транзисторных усилительных каскадах

7-6. Исходный режим транзисторов

а) Стабилизация исходного режима биполярного транзистора

б) Исходный режим полевых транзисторов

7-7. Транзисторные усилители переменного тока

7-8. Трансформаторные усилительные каскады

7-9. Конденсаторные усилительные каскады

7-10. Избирательные усилители

7-11. Интегральные усилители переменного тока

7-12. Транзисторные усилители среднего значения тока

а) Усилители с амплитудным управлением

б) Усилители с фазовым управлением

7-13. Усилители постоянного тока

7-14. Эмиттерный повторитель

7-15. Интегральные операционные усилители

7-16. Усилители импульсных сигналов

Глава восьмая. Магнитные усилители

8-1. Некоторые особенности и область применения магнитных усилителей

8-2. Перемагничивание магнитопроводов с прямоугольной петлей гистерезиса

8-3. Характеристики магнитопроводов, применяемых в магнитных усилителях

8-4. Дроссельный магнитный усилитель в режиме свободного намагничивания

8-5. Характеристика управления дроссельного магнитного усилителя с малым сопротивлением цепи управления

8-6. Характеристика управления дроссельного магнитного усилителя с активно-индуктивной нагрузкой на постоянном токе

8-7. Инерционность и добротность дроссельного магнитного усилителя

8-8. Дроссельный магнитный усилитель с внешней обратной связью

8-9. Дроссельный магнитный усилитель с большим сопротивлением цепи управления

8-10. Дроссельный магнитный усилитель с трансформаторным включением нагрузки

8-11. Принцип действия магнитного усилителя с самонасыщением

8-12. Характеристика управления усилителя с самонасыщением

8-13. Инерционность и добротность усилителя с самонасыщением

8-14. Реверсивные магнитные усилители

8-15. Быстродействующие магнитные усилители

Глава девятая. Реагирующие элементы

9-1. Назначение и особенности реагирующих элементов

9-2. Электромеханические нуль-индикаторы

а) Поляризованное реле

б) Магнитоэлектрическое реле

9-3. Полупроводниковые нуль-нидикаторы

9-4. Расширители импульсов

Глава десятая. Логические элементы

10-1. Назначение логической части автоматических устройств

10-2. Основные понятия алгебры логики

10-3. Логические функции ПАМЯТЬ и ВРЕМЯ

10-4. Способы реализации и основные характеристики логических элементов

10-5. Диодные логические элементы

10-6. Транзисторные логические элементы

10-7. Запоминающие элементы—триггеры

10-8. Магнитно-полупроводниковые логические элементы

10-9. Полупроводниковые элементы времени

Глава одиннадцатая. Дискретные и цифровые элементы сравнения

11-1. Дискретные схемы сравнения фаз

11-2. Цифровые элементы сравнения

11-3. Элементы сравнения число-импульсных сигналов

11-4. Элементы сравнения двоичных сигналов

11-5. Сумматоры и вычитатели двоичных чисел

11-6. Вычисляющие элементы сравнения

Глава двенадцатая. Преобразователи формы представления сигналов

12-1. Формы представления сигналов и их преобразование

12-2. Аналого-дискретные преобразователи

12-3. Способы аналого-цифрового преобразования сигналов

12-4. Аналого-цифровые преобразователи

12-5. Цифро-аналоговые преобразователи

Глава тринадцатая. Исполнительные элементы автоматических устройств

13-1. Назначение и особенности исполнительных элементов

13-2. Цифровые индикаторы

13-3. Выходные усилители

13-4. Бесконтактные тиристорные переключатели

13-5. Выходные электромагнитные реле и контакторы

13-6. Электромеханические преобразователи угла поворота

13-7. Электрогидравлические исполнительные элементы

Список литературы

Предметный указатель

Предисловие

Современные энергетические системы относятся к наиболее сложным большим автоматизированным системам, созданным человеком.

Производство и распределение электроэнергии отличаются такими специфическими особенностями, как неразрывность производства и потребления во времени при передаче больших потоков энергии на значительные расстояния, с одной стороны, и колоссальная скорость распространения электромагнитных и электромеханических возмущений, с другой. В этих условиях надлежащие качество и надежность электроснабжения при ограниченных затратах могут быть обеспечены только при широком применении совершенных средств автоматики и защиты. Уже более 35 лет в Советском Союзе подготовка инженеров по автоматизации и релейной защите ведется специализированными кафедрами, первой из которых была кафедра релейной защиты и автоматизации (РЗиА), основанная в 1943 г. в Московском энергетическом институте ныне покойным проф. и акад. С. А. Лебедевым.

Уже более десяти лет назад было признано целесообразным включить в учебные планы подготовки инженеров по автоматизации электроэнергетических систем специальную дисциплину «Элементы автоматических устройств», сосредоточив в ней изучение общих принципов работы, характеристик .и способов реализации элементов. В организации и становлении этой дисциплины следует отметить большую помощь бывшего заведующего кафедрой РЗиА МЭИ д-ра техн. наук, ныне покойного проф. И. И. Соловьева. Последующий опыт преподавания в Московском и Ивановском энергетических и Рижском политехническом институтах позволил создать единую программу курса, утвержденную Министерством высшего образования СССР.

В первом издании данного учебного пособия, появившемся в 1970 г., наряду с электромеханическими устройствами нашло отражение относительно широкое внедрение в 60-х годах полупроводниковых и магнитно-полупроводниковых (неинтегральных) элементов в энергосистемах. Последующее развитие и неоспоримые преимущества интегральной микроэлектроники привели практически к вытеснению неинтегральных полупроводниковых приборов в новых разработках и созданию элементов и устройств третьего поколения. Однако ряд электромеханических устройств, продолжая совершенствоваться, очевидно, будет находить применение в энергетических системах и в будущем. Таким образом, быстрое развитие автоматики энергосистем привело к тому, что в системах одновременно эксплуатируются элементы и устройства разных поколений. Сложившееся положение сохранится, по-видимому, в течение длительного времени.

Указанные обстоятельства, послужившие основными причинами подготовки второго издания, обусловили также существенные трудности в отборе материала и определении основного содержания учебного пособия. В отличие от первого издания больше места отведено общим понятиям, определениям и характеристикам элементов, в частности динамическим. Естественным является также преобладание элементов, реализуемых на современной микроэлектронной базе, и включение элементов цифровой обработки сигналов. Вместе с тем в данном издании с некоторыми сокращениями и исправлениями сохранены главы с анализом электромеханических элементов и устройств.