Constructia si functionarea releelor statice

Constructia si functionarea releelor statice

Avantajele introducerii releelor statice (electronice) in schemele de protectie

Din punct de vedere al rapiditatii de actionare, releele electronice statice (fara contacte) sunt superioare celor electromecanice, datorita eliminarii inertiei elementelor in miscare. In plus, timpul propriu de actionare a releelor electronice este foarte redus (aproape nul), iar revenirea se produce mai rapid. Protectiile realizate cu relee electronice permit obtinerea unor caracteristici de actionare complicate, necesare in cazul protectiilor complexe (de exemplu, protectia de distanta), ceea ce conduce la o buna selectivitate si sensibilitate a protectiei prin relee. In comparatie cu releele electromecanice, functioanrea releelor electronice este mai putin influentata de socuri mecanice, vibratii, sau de prezenta prafului in atmosfera. Durata mare de viata, independenta de conditile exploatarii, consumul redus de putere si numarul mare de actionari sigure (practic nelimitat) confera, de asemenea, insemnate avantaje releelor electronice de protectii.

O data cu aparitia semiconductoarelor si a circuitelor integrate (de data mai recenta), protectiile cu relee electronice fara contacte au capatat o utilizare din ce in ce mai larga. Sa extins, tot o data , utilizarea releelor cu contacte in gaz (relee „reed” sau relee „fara armatura”). Schemele de protectie cu relee statice au permis aplicarea unora dintre principiile moderne ale automatici in tehnica protectiei prin relee (ca de exemplu, principiul adaptrii si cel al optimalitatii).

Exemple de relee statice

• In fig. 2.1 este reprezentata schema unui releu static electrionic, realizat cu tranzistore.

Doua tranzistore identice T₁ si T₂ sunt conectate, in fig. 2.1 in montaj simetric.

Intrucat rezistentele R₁=R₂ si R’₁=R’₂ au valori relativ mari (de ordinul zecilor de kiloohmi), iar rezistentele R_c1=R_c2 sunt rezistente de sarcina (de circa 1 . 2kΩ), rezulta ca valorile curentilor de circulatie I₁ si I₂, ca si ale curentilor din baza I_B, sunt neglijabile in raport cu curentii de emitor I_E sau de colector I_C.

Sa presupunem ca numai tranzistorul T₁ se afla in regim de conductie, adica rezistenta de sarcina (de colector R _ct) este strabatuta de un curent mare I _ct (plus I ₂ neglijabil), in timp ce prin rezistenta de sarcina R_c2 curentul este practic zero (I ₁ este neglijabil).

Fata de o stare „initiala” in care T₁ este blocat, potentialul colectorului C ₁ creste (devine „ mai pozitiv”). Acest lucru are ca efect scaderea curentului I₂, adica o „pozitivare” a bazei B₂, paralel cu o „negativare” a punctului E₂, datorita curentului I_E1, ceea ce face ca tensiunea baza-emitor a lui T₂ sa devina pozitiva, adica T₂ sa fie blocat. Pe de alta parte, starea de blocare a tranzistorului T₂, deci negativarea colectorului C₂, creeaza o tensiune negativa baza-emitor a tranzistorului E₁ si asigura astfel regimul de conductie al acestuia.

Daca se aplica brusc o tensiune pozitive de intrare U₁ pe jonctiunea baza-emitor a lui T₁, suficienta pentru ca, pentru moment, U_EB1 > 0, tranzistorul T₁ se blocheaza, colectorul C₁ se negativeaza, I₂ creste, deci B₂ se negativeaza, ceea ce are ca efect U_BE2 < 0, adica T₂ incepe sa conduca. Sistemul „basculeaza” , adica acelasi proces descris la inceput are loc invers (T₂ conduce, iar T₁ este blocat) si curentul prin R_c2 creste brusc de la zero (deoarece I_B1 + I₁ sunt neglijabile) la o valoare relativ mare I_c2 (curentul de colector a lui T), ceea ce reprezinta o functionare de tip releu.

Conditia de functionare a releului static prezentat este: plus U₁ - U_BE1, unde U_BE1 reprezinta tensiunea baza-emitor a tranzistorului T₁ in regim de conductie.

Releul prezentat se mai numeste si bistabil (deoarece, in stare deschisa, este stabil in ambele pozitii) sau trigger.

• Alte relee statice (fara contacte) sunt realizate cu punti redresoare si amplificatoare cu reactie pozitiva sau cu relee „reed” (cu contacte in gaz).