Устройство для дифференциальной защиты и узел контроля исправности съемных кассет защиты

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскидСоциалистическихРеспублик 1 ю 1 001279(И)М Кл з Н 02 Н 3/286 01 8 31/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Новосибирский электротехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗИЦИТЫ. И УЗЕЛ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ СЪЕМНЫХ КАССЕТ ЗА 1 ОИТЫ Изобретение относится к релейной защите электроустановок и может быть использовано при защите сборных шин, ошиновок трансформаторов, силовых трансформаторов (автотрансформаторов), реакторов, генераторов, синхронных компенсаторов и крупных элек тродвигателей на электростанциях и подстанциях.Известно устройство дифференциально-фазной защиты, содержащее нелинейные датчики тока, резисторы в цепи каждого датчика тока, схему преобразования входных величин, схему сравнения на резисторах, шунтированных стабилитронами:. и присоединенный к ней через емкости реагирующий орган 1 1.Однако это устройство не может обеспечить селективность действия защиты в переходных режимах внешнего короткого замыкания в условиях предельно искаженной информации от транс форматоров тока поврежденных присоединений и сохранения быстродействия при внутренних коротких заьыканиях.Известно также устройство защиты, содержащее датчики тока, выходы которых присоединены к многоплечевому диодному полумосту, катоды и аноды которого объединены и являются еговыходом, присоединенный к немудвухплечевой блок сравнения, состоящий 5из последовательно соединенных подключенных к выходу многоплечевого диодного полумоста двух резисторов ипоследовательно соединенных двухстабилитронов, фаэный орган, вход ко.торого соединен с выходом выпрямительного моста, пусковой орган, логический блок Й, два входа которогосоединены с пусковым и фазным органами, а выход - с выходным органом,.формирователь входного логическогосигнала, подключенный к многоплечевому диодному полумосту, выход которого подключен к блоку временнойзадержки и к одному из входов первого логического элемента, второй логический элемент, входы которого соединены с выходом первого логическогоэлемента и с выходом блока временной задержки, а выход связан с блоком запрещения срабатывания, блок 25 разрешения срабатывания, вход которого соединен с выходом первого логического элемента, а выход объединенс выходом блока запрещения срабатывания и соединен с третьим входом логического элемента И, регули 2 О191001279отрицательные полуволны .малой крутизны. Для восстановления бестоковых пауз преобразователь 9 дифференциального тока дифференцирует входной сигнал, При внутренних коротких замыканиях в производной тока короткого замыкания через 14 мс не будет бестоковых пауз и элемент 20 контроля длительности входного сигнала выдаст управляющий сигнал через элемент ИЛИ 22 на второй 10 управляющий вход элемента 19 дозирования. Последний ограничит величину тормозного сигнала до уровня, достаточного для отстройки от переходных токов небаланса внешних коротких замыканий. Для отстройки от периодических бросков тока намагничивания порог срабатывания элемента 20 контроля входного сигнала и элемента 21 контроля длительности бестоковой паузы устанавливается на уровне 1,6 номи нального тока.При очень больших токах внутренних коротких замыканий, превышающих максимальное значение броска тока намагничивания и тока небаланса, представ ляющих большую опасность для устойчивой работы системя, срабатывает пороговый элемент 16 и в дает сигнал на первый управляющий вход элемента 19 дозирования. Последний полностью сни мает тормозной сигнал с второго управляющего входа Фазного органа 7, чем обеспечивается наиболее высокое быстродействие защиты.Из описанного ясно, что устройст во для дифференциальной защиты во всех перечисленных режимах работает точно так же, как прототип, обладая всеми его достоинствами. Каждая фаза защиты работает сама по себе. Цепи разных Фаз объединяются только на элементе ИЛИ 23, который обеспечивает действие защиты на отключение защищаемого объекта при появлении отключающего сигнала в цепи хотя бы одной.фазы защиты. 451Все элементы основной схемы устройства защиты располагаются согласно предлагаемому изобретению на кассетах 45-49 (фиг.1), хотя, вообще го воря, число кассет может быть выбрано другим.При этом в соответствии с целью изобретения возникает необходимость контроля исправности элементов, вхо дящих в состав соответствующих кассет. В случае появления неисправностей, необходимо знать, в какой именно кассете возникла неисправность с тем, чтобы иметь возможность- сменить 0 именно эту кассету. Локализовать неисправность внутри кассеты, т.е, выявить непосредственно поврежденный ,элемент на кассете не требуется, покрайней мере эта,задача, если ее по каким-то причинам придется решать,решается другими средствами.Контроль исправности элементов,входящих в состав устройства защиты,в соответствии с описанным выполняется следующим образом.На исправное, правильно настроенное устройство защиты, выдаются сигналы, имитирующие нормальный режимработы. В большинстве случаев дляэтого на реле достаточно выдать питание от цепей оперативного тока. После этого посредством сигналов, снимаемых с потенциометров, входящих всостав элементов 26, 28, 30 настройки, балансируются на "0" поочередновходные сумматоры 25, 27, 29. Приэтом на их выходах сигналов нет, нетсигналов и на выходах элементов31-35.После такой настройки узел контроля исправности готов к действию, аконтролируемую защиту можно вводитьв работу,После того, как защита введена вработу, подавляющую часть времени онанаходится в режиме "дежурства, т.е. защищаемый объект исправен и в окружающей части системы повреждений тоже нет. Если теперь в контролируемой кассете защиты появляется неисправность, приводящая к изменению величин сигналов, снимаеьнх с контрольных точек, балансировка соответствующего входного сумматора 25, 27, 29 нарушается и на его выходе появляется сигнал. В качестве контрольных точек контролируемого блока обычно выбираются выходы микросхем, точки, находящиеся в цепях эмиттеров или коллекторов транзисторов и т.д. Входные реэисторы входных суюаторов 25, 27, 29 выбираются таким образом, чтобыпри большинстве контролируемых повреждений сигнал разбалансировки на, выходе этих сумматоров равнялся максимальному значению. Чтобы обеспечить надежное разделение контролируемых и контролирующих цепей в каждой входной цепи входных сумматоров 25, 27, 29 включается последовательно подва входных резистора, Теперь практически никакое одиночное повреждение в схеме,узла контроля не может привести к ложному срабатыванию защиты. В то же время появление неисправности во входных цепях устройства контроля приведет к разбалансировке соответствующего усилителя 25, 27, 29 и будет выявлено обслуживающим персоналом, т,е. узел контроля исправности съемных кассет контролирует. исправность не только контролируемого устройства защиты, но и свою собственную.При появлении сигнала небйланса иа выходе входного сумматора этот сигнал выпрямляется соответствующим выпрямителем 31 и подается на компаратор 32. Если поступивший сигнал превышает порог срабатывания компаратора 32, то последний срабатывает и выдает сигнал на соответствующий элемент 33 индикации. Порог срабатывания компаратора 32 выбирается таким образом, чтобы небольшой по величине разбаланс, который может появиться на выходе входного сумматора 25 и 27 или 29 из-за температурного дрейфа параметров элементов схемы защиты и узла контроля, из-за колебания .величин питающего напряжения и т.д., не привел к срабатыванию компаратора 32, а разбаланс, возникающий при появлении повреждения в схеме,. был достаточен для его срабатывания.Срабатывание компаратора 32 приводит к срабатыванию ключа входящего в состав элемента 33 индикации, в ре эультате чего начинает светиться светодиод, входящий в состав этого элемента. Сигнал, снимаемый с ключа,входящего в состав элемента 33 выдается на один иэ входов элемента ИЛИ 34, с 25 выхода которого сигнал подается на элемент 35 выдержки времени, имеющий время задержки, равное, например, 10+15 с. По истечении указанной выдержки времени элемент 35 выдержки 30 времени срабатывает и его выходной сигнал высвечивает на щите управления табло "Неисправность цепей защиты"По загоранию этого табло и свече- З 5 нию светодиода соответствующего элемента индикации на лицевой панели реле выявляется поврежденная кассета защиты; которая впоследствии заменяется исправной. При необходимости 40 сигнал с элемента 35 выдержки времени может выводить поврежденную защиту из действия. Это вполне допустимо, так как поврежденная защита не может функционировать нормально и сохранение ее в работе может привести в дальнейшем к отказам в функционировании, например, при,коротких заьиканиях вне зоны защиты.При коротких замыканиях в зоне или вне зоны защиты поблизости от защищаО емого объекта на выходе входных сумматоров 25, 27, 28 тоже может появиться небаланс, который приведет к срабатыванию элементов 31-34, но элемент 35 не успеет сработать из-эа 55 наличия выдержки времени, и сигнала о неисправности защиты выдано на щит управления не будет. После отключения короткого замыкания все блоки описываемого узла контроля исправности Щ съемных кассет защиты вернутся в исходное состояние.Для того, чтобы убедиться в работоспособности самого узла контроля исправности съемных кассет защиты65 следует нажать кнопку, входящую н состав элемента Зб. При этом на выходах всех входных сумматоров появит ся небаланс и элементы 31-35 срабатывают. В результате должнызагореться светодиоды во всех элементах 33 индикации и табло "Неисправность цепей защиты" на щите управления.Выше отмечалось, что для улучшения отстройки от броска тока намагничивания в предлагаемом устройстве защиты, как и в прототипе, используется информация о напряжении на одной из сторон защищаемого осекта. Источником такой информации являются трансформаторы напряжения, подключенные через автоматический выключатель к блоку 39 датчиков напря. жения. В нормапьном режиме работы защищаемого объекта информация о напряжении является избыточной, т.е. исчезновение этой информации не ведет к ложному срабатыванию защиты. Тем не менее исправность цепей напряжения необходимо контролировать, поскольку при неисправностях в этих цепях не обеспечивается полноценная отстройка от бросков тока намагничивания, а повреждения в цепях напряжения случаются относительно часто. Очевидно также, что сигнализация о неисправности в цепях напряжения должна выдаваться. только в том случае, если информация о напряжении теряется на достаточно продолжительнОе время (порядка 10-15 с) при условии, что защищаемй объект включен в нормальную работу. Использование в схеме реле-повторителей положения выключателей нежелательно, по причине малой надежности таких цепей, а также вследствие необходимости в этом случае прокладки дополнительных контрольных кабелей.В связи с этим в устройстве защитыбыл также предуСмотрен контроль исправности цепей напряжения, действующий следующим образом.Дополнительный выход формирователя 3 входного логического сигнала, сигнал на котором пропорционален сумме модулей токов плеч соответствующей фазы защиты, соединен с входом функционального преобразователя 37. На выходе этого преобразователя представляющего собой обычный компаратор, сигнал появляется. в том слуЧае, еслисигнал на его входе превышает некоторое пороговое значение, определяемое.погрешностями и разбалансом схемы.Сигнал на выходе функционального преобразователя 37 равен "1 ф, если защищаемый объект обтекается током нагрузки, и равен "0", если ток нагрузки отсутствует, например, эащищаетый объект отключен или работает в режиме холостого хода. Сигнал с вы 23 1001279хода функционального преобразователя37 поступает на рабочий вход сумматора 38. На тормозящие (препятствуюциесрабатыванию) входи сумматора 38 Заведены сигналы о напряжении со всехтрех фаз (от блока 39 датчиков напряжения). Входные резисторы сумматора38 и сигнал регулировки, снимаемыйс регулировочного резистора элемента40 настройки, подобраны таким образом,что при выдаче на входы сумматора 1038 всех четырех указанных сигналов(сигнала с выхода элемента 37 и трехсигналов с блока датчиков напряжения),на его выходе либо нет сигнала, либоесть небольшой отрицательный сигнал. 15Значительный положительный сигнал навыходе сумматора 38 появляется в томслучае, если исчезнет сигнал о напряжении хотя бы в одной фазе, а сигналс выхода элемента 37 будет присутст- Щвовать, т.е, защищаемый объект обтекается током. В этом случае срабатывает компаратор 42, элемент 43 индикации выдает сигнал на элемент 44выдержки времени и последний с выдержкой времени 10-15 с высвечиваетна щите управления табло "Цепи напряжения защиты неисправны". По этому сигналу представитель обслуживающего персонала должен проверить включенное состояние автоматического выключателя в цепи трансформаторов напряжения, а если это понадобится,тоисправность остальных элементов,включенных в эти цепи, при коротких замы- З 5каниях на защищаемом объекте или поблизости. от него сигнал о неисправности цепей напряжения не выдается,так как этому препятствует элемент 44выдержки времени,40Если требуется проверить исправность цепей самого узла контроля цепей напряжения, в частности элементов37 и 38, 42 и 44 то, как и для проверки исправности описанных ранееузлов контроля, следует нажать кнопку,входящую в состав элемента 36 проверки. При этом входной сумматор 38 разбалансируется и на его выходе появляется положительный сигнал, необходимый для срабатывания последующих эле ментов 42-44.При кратковременном нажатии кнопки 36 сигнал на щите управленин не успевает появиться, но высвечиваются светодиоды на всех элементах 33 и 43 индикации., 55Если требуется проверить исправность цепей напряжения при работе защищаемого объекта в режиме холостогохода, до набора нагрузки, то послеописанной выше проверки посредством 60кнопки, входяцей в состав элемента36, следует нажать кнопку, входящуюв состав. элемента 41. При этом свето.диод на блоке 43 индикации не должензагораться и сигнал на щит управления не должен быть выдан, Нажатиекнопки, входящей в состав элемента 41,приводит к появлению единичного сигнала на входе элемента 38, но этотсигнал при исправных цепях напряжения,как это уже было описано выше, ком-пенсируется сигналами, поступающимис блока 39 датчиков напряжения. Еслипри нажатии кнопки, входяцей в состав элемента 41, в режиме холостогохода защищаемого объекта загораетсясветодиод на элементе 43 индикации,то это свидетельствует.о неисправности цепей напряжения или о том,чтозащищаемый объект отключен, т.е. нанем напряжения нет. Последняя возможность на практике легко может бытьисключена опросом обслуживаюцего персонала.Элементы 35 и 44 выдержки времени выполнены по стандартной схеме сразрядом предварительно заряженного,конденсатора. Выходным органом этихэлементов является реле с размыкающимконтактом, который замыкается послеразряда указанного выше конденсатора.Такое исполнение элементов 35 и 44(позволяет выдавать на щит управлениясигнализацию о неисправности даже втом случае, если повредился блок питания всего реле (и контролирующего устройства) постоянным током. При исчезновении напряжения питания элементы35 и 44 с выдержкой времени срабатывают, замыкая контакты своего выходного реле,-и на щите управления загорается табло "Неисправность цепей зациты" и "Неисправность цепей напряжения", Светодиоды на блоках индикациипри этом гореть не будут. УбЕдиться втом,. что исчезло питание реле постоянным током очень просто - достаточнонажать кнопку, входящую в состав элемента 36При этом не загорится ниодин светодиод на блоках индикации.Первый вариант узла контроля исправности съемных кассет защиты(фиг,2) работает так, как это былоописано выше, и предназначен для использования преимущественно с вновьразрабатываемыми защитами, содержащими большое количество полупроводнико"вых элементов,Описанный узел предназначен дляконтроля таких блоков релейной защиты,сигналы на контрольных точках которых являются в режиме дежурства защиты постоянными по величине сигналамипостоянного тока,В принципе этот узелможно применить и для контроля такихблоков, у которых сигналы на контроль.ных точках представляют собой практически неизменные по величине напряжения переменного тока, но в этомслучае возникает вопрос об источникесигнала регулировки. В некоторых случаях этот вопрос решается достаточнопросто. Например, если все сигналы внормальном режиме на контрольных точках - это синусоиды, то иногда удается сбалансировать их на "0" простымподбором входных резисторов или подачей синусоидального сигнала в качест 5ве сигнала регулировки. При этом источником такого сигнала может являться сама контролируемая кассета защиты,То же самое иногда удается сделать,если сигналы на контрольных точках,например, являются прямоугольными импульсами определенной длительности.Но в некоторых случаях, если сигналы на контрольных точках - это неизменные по величине переменные напряжения, все-таки не удается найтиудобный для использования источниксигнала регулировки, который балансировал бы на "0" входные сумматоры25, 27, 29 в режиме дежурства защиты. 20Тогда следует применить узел контроляструктурная схема которого изображена (на фиг,З).Второй вариант предлагаемого узлаконтроля исправности съемных кассет 25защиты (фиг.З) работает следующимобразом.Входящие в его состав элементы 2526 и 31-36 работают в соответствии сописанным выше. Разница заключается З 0лишь в том, что входной сумматор 35не балансируется на "О" в нормальномрежиме, так как не существует достаточно простого способа выработатьсигнал, необходимый для его балансировки. Сигнал, снимаемый с выходавходного сумматора 25, выпрямляетсяи сглаживается выпрямителем 51 ипосле чего подается на сумматор 52и балансируется на "0" сигналом постоянного тока, снимаемым с потенциометра входящего в состав элемента26 настройки. Таким образом, в режимедежурства защиты сигнал на выходесумматора 52 равен нулю и последующие элементы 31-35 находятся в несработавшем состоянии. При появлении повреждения на контролируемой кассетеустройства защиты появляется разбалансна выходе сумматора 52, срабатываютэлементы 31-35, и выдают соответствующие сигналы точно так же, как этобыло описано выше,Как известно, перспективным направ.лением развития отечественного и зарубежного релестроения является выполнение вновь разрабатываежх релена основе современных микросхем в интегральном исполнении. При этом всясхема реле делится на функциональныеблоки, которые целесообразно выпол- Щнять в виде кассет с разъемами, посредством которых эти блоки соединяются с остальными частями реле. Такой способ исполнения функциональныхмодулей существенно упрощает обслужи-у вание реле, его настройку, смену отказавших узлов и т.д. Могут быть использованы и другие конструкции сменных модулей защиты. Сменные кассеты для повышения надежности работы часто покрывают каким-либо защитным составом, предотвращающим окисление и разрушение паек, проводников печатных плат, корпусов и других элементов схемы из-за воздействия кислорода воздуха, паров воды и других факторов.Такое конструктивное исполнение вновь разрабатываемых реле, а также тот факт, что повышение технического совершенства защиты, как правило, ведет к существенному усложнению схем защитных устройств, выдвигает определенные требования как к выполнению самих защитных устройств, так и к принципу выполнения и конструкции устройств контроля исправности. Ясно, например, что усложнение схем за. щиты и переход на новую элементную базу (микросхемы) усложняет настройки проверки и другие виды обслуживания защиты, выдвигает повышенные требования к квалификации обслуживающего персонала может вызвать в ряде случаев необходимость частых проверок защиты для поддержания ее в рабо-. тоспособном состоянии. С друрй стороны уже в настоящее время большая часть отказов в функционировании защиты обусловлена ошибками, обслуживающего персонала, поэтому увеличение объема вмешательства персонала в работу защиты крайне нежелательно. Это противоречие удачно разрешается, если возложить Функции проверки защитй на автоматические проверочные устройства. Очевидно также, что частое выведение защиты из работы на время проверок опасно с двух точек зрения: во-первых, на время проверок защищаемый объект остается без полноценной защиты, и, .во-вторых, те элементы устройства, которые выводят защиту 1иэ действия на время проверок тоже обладают определенной ненадежностью и могут при выходе из строя вывести защиту из действия в период ее нормальной эксплуатации,.что крайне нежелательно.Отсюда ясно, что везде, где это возможно, следует отдавать предпочтение автоматическим устройствам контроля, не требующим выведения защиты из работы, например, типа предлагаемых. Это однако не исключает сочетания таких устройств с другими, например, устройствами тестового контроля исправности, которые предусматривают выведение защиты иэ действия на время контроля.Обязательным условием, определяющем эффективность применения уст 28100127927ройств контроля является наличие в защите информационной, схемной или другой избыточности в нормальном режиме работы. В противном случае появление повреждения в схеме будет сразу же приводить к ложному отключеник защищаемого объекта и действие на сигнал узла контроля окажется неэффективным. Предлагаемое устройство защиты обладает такой избыточностью.Иэ описанного ясно, что при сохра. нении технического совершенства прототипа пре,цлагаемое устройство для дифференциальной защиты обладает более высокой надежностью. Экономическая эффективность от повышения на дежности выражается в уменьшении количества излишних и ложных действий защиты, а также отказов при внутренних коротких замыканиях. Узлы контроля исправности съемных кассет защиты по первому и второму вариантам выявляют не только мгновенные отказы элементов, входящих в контролируемую кассету, но и разрегулировку, а также уход параметров по другой причи не. Все это существенно повышает эффективность контроля, которая, кроме того, зависит от количества контрольных точек, и порога срабатывания компаратора 32. Участие персонала в про-ЗО цессе контроля в случае применения предлагаемых узлов сводится лишь к устранению возникшей неисправности после того, как она будет обнаружена. Выявление поврежденной кассеты не составляет труда, так как каждая кассета контролируется своим контролирующим устройством, Выявление же поврежденного элемента на кассете не требуется - кассета заменяется целиком.40Проведенные эксперименты показывают, что описанные узлы контроля исправности позволяют также контролировать исправность переходных контактов в разъемах, исправность эспо могательных монтажных цепей устройства защиты, источника питания иТедеВыведение контролируемой защиты из работы в процессе контроля не требу ется, а сигнал с возникшей неисправности появляется спустя 10-15 с после ее возникновения, что способствуетбыСтрой замене неисправной кассеты и значительно повышает надежность конт 5 ролируемой защиты,Применение и первого и второго вариантов узлов контроля исправности съемных кассет защиты возможно на широком классе контролируемых защит 60 практически без какого-либо изменения схемы, т.еописанные устройства контроля могут быть легко стандартиэированы, что упрощает их применение и об-легчает эксплуатацию. Их использование 65 возможно не только на элементах логической части защиты, но также и на измерительной части, чего невозможно было достичь при использовании прототипа.Из описанного можно сделать вывод о том, что при сохранении достоинства протОтипа узлы контроЛя имеют более широкую область применения и повышенную глубину контроля за счет фиксации отклонения от нуля суммы контрольных сигналов и компенсирующего сигнала, Все это позволяет существенно повысить эффективность защит, использующих описанные устройства контроля эа счет уменьшения числа ложных и излишних действий, а также отказов в действии устройства релейной защиты.Ориентировочный анализ дает основания считать, что устройства контроля дают возможность выявить в 2-3 раза большее количество повреждений, чем индикатор отказов релейной защиты, принятый в качестве базового объекта. К тому же следует учесть, что отказы многих элементов происходят не внезапно, а после достаточно длительного и плавного изменения параметров. Этот факт позволяет отметить следукнцее достоинство предлагаемых узлов контроля. Предлагаемые узлы контроля (оба варианта) выдают сигнал о приближающемся моменте параметрического отказа еще до возникновения такого отказа (при соответствующей настройке) и тем самым позволяют персоналу сменить кассеты, параметры которых существенно ухудшились еще до того, как она откажет окончательно. Базовый объект не дает такой возможности. Экономическая эффективность от внедрения индикатора отказов релейной защиты, принятого в качестве базового объекта для контроля исправности описанного ранее устройства защиты была бы в 2-3 раза меньше, чем подсчитанная для изобретения.Формула изобретения1, Устройство для дифференциальной защиты, содержащее в каждой фазе блок датчиков тока, выходы которого присоединены к многоплечевому диод- ному полумосту, присоединенный к нему двуплечевой элемент сравнения, фазный орган, вход которого соединен с выходом выпрямительного моста, пус. ковой орган, элемент И, входы которо го соединены с пусковым и фазным органами, формирователь входного логического сигнала, подключенный к многоплечевому диодному полумосту, выход которого подключен к элементу временной задержки и к одному извходов первого логического элементаИ-НЕ, второй логический элемент И-НЕ,входы которого соединены с выходомпервого логического элемента и с выходом элемента временной задержки, авыход связан с элементом запрещения 5срабатывания, элемент разрешения срабатывания, вход которого соединен свыходом первого логического элемента,а выход объединен.с выходом элемента,запрещения срабатывания и соединен стретьим входом элемента И, преобразователь дифференциального тока, подключенный к выходам элемента сравнения и блока датчиков токаего линейный выход соединен с входами пускового органа, порогового элемента, элемента. торможения, первым входом сумматора и вторым входом первого логического. элемента, третий вход, которогоподключен к, выходу элемента запрещения срабатывания, второй вход сумматора .соединен с выходом элемента торможения, выход сумматора подключен косновному входу элемента дозирования,первый управляющий вход которого соединен с выходом порогового элемента,а второй - с выходом элемента ИЛИ,входы которого соединены с выходамиэлементов контроля длительности входного сигнала и бестоковой паузы соот, ветственно, причем вход элемента конт ЗОроля дпительности входного сигнала ипервый вход элемента контроля бестоковой паузы объединены и соединены свыходом дифференцирования преобразователя диФФеренциального тока, второй вход элемента контроля бестоковойпаузы является входом напряжения,выход элемента дозирования подключенк первому управляющему входу Фазногооргана, второй вход которого подклю- щочен к выходу Формирователя входногологического сигнала, выход элементасравнения через разделительный трансформатор подключен к входу выпрямительного моста, устройство защитывыполнено на И съемных кассетах,отличающееся тем, что, сцелью повышения надежности путемвведения постоянного контроля исправности цепей и элементов защиты в процессе эксплуатации, в него введеныузел контроля исправности съемныхкассет с И группами входов, узел контроля исправности цепей напряжения,элемент ИЛИ и выходной орган, а Фазные органы, преобразователи дифференциального тока, пусковые органы,элементы разрещения срабатывания,элементы запрещения срабатывания,элементы временной задержки, элементы торможения, элементы контроля длительности входного сигнала, контроляцлительности бестоковой паузы и предбразователи дифференциального токавсех трех фаз выполнены с контрольными выходами, формирователь вход ного логического сигнала одной Фазы 1защиты выполнен с дополнительным выходом, причем входы и -й группы входов узла контроля исправности съемных кассет соединены с контрольными выходами тех элементов, которые размещены на И -й кассете, выходы элементов И, всех трех фаз соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом выходного органа, узел контроля цепей напряжения включает входной сумматор, основные входы коараго подключены к выходам блока датчиков напряжения, входной преобра зователь сигнала, входы которого подключены к дополнительному выходу Формирователя входного логического сиг нала и выходу узла контроля исправности съемных кассет, выход входного преобразователя сигнала подключен к дополнительному входу входного сумматора, вспомогательные входы которого присоединены к элементам настройки и проверки, а вьиод входного сумматора через компаратор и элемент индикации присоединен к входу элемента выдержки времени.2. Узел контроля исправности съемных кассет защиты, входы которого присоединены к контрольным точкам защиты, содержащий элемент выдержки времени, выход которого слуФх выходом узла контроля, о т л и Ъ у ю - щ и й с я тем, что, с целью расыирения его области применения и увеличения глубины контроля путем фиксации отклонения от нуля сумрак контроль ных напряжений постоянного тока, неизменных по величине в режиме дежурства защиты, и компенсирующего сигнала, в него введены входные сумматоры, выпрямители, компараторы, элементы индикации и элементы настрой ки по числу контролируемых кассет, а также элемент ИЛИ и элемент проверки, причем основные входы входных сумматоров служат входами узла контроля, к дополнительным входам входных сум маторов присоединены выходы соответствующих элементов настройки и элемента проверки, выходы входных сумматоров через последовательно включенные выпрямители, компараторы и элементы индикации присоединены к входам элемента ИЛИ, к выходу которого присоединен вход элемента выдержки времени, причем входные сумматоры и соответствующие им элементы настройки расположены на контролируеьих кассетах. 3. Узел по п.2, о т л и ч а ю - щ .и й с я тем, что, с целью расыирения его области применения, а именно использования для контроля исправности кассет с контрольными сигналаМи переменного тока, неизменньии по ве личине в режиме дежурства защиты, в1001279 32 31 10 рт ТТфозыА Рго Прот 8 рт ТТраи него введены последовательно включенные второй выпрямитель и сумматор,причем вход второго выпрямителя присоединен к выходу входного сумматора, дополнительный вход сумматорасоединен с элементом настройки, а квыходу сумматора присоединен входпервого выпрямителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 311330, кл. Н 02 Н 3/28, 1978,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2968398, кл. Н 02 Н 3/28,1981. 3. Авторское свидетельство СССР М 477496, кл. Н 02 Н 3/04, 1979.4. Авторское свидетельство СССР 9 657646, кл. С 01 й 31/02, 1980.э, Теоретические основы построения логической части релейной защиты и автоматики энергосистем. И., "Энергия", 1979, с. 209.1:Зака илиал ППП "Патент", г.уигород, ул.Проектная 430/65 Тираа 615 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж,.ровочные резисторы, подключенные па раллельно третьим обмоткам датчиков тока, преобразователь дифференциаль ного тока, включенный между общей точкой вторых обмоток датчиков и средней точкой схемы сравнения, а его линейный. выход соединен с входа" ми пускового органа, порогового элемента, блока торможения, первым входом сумматора и вторым входом первого логического элемента, третий вход которого подключен к выходу блока запрецения, срабатывания, второй вход сумматора соединен с выходом блока торможения, выход же сумматора подключен и основному входу блока дозирования, первый управляющий вход которого соединен с выходом порогового элемента, а второй с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами блоков контроля длительности 20 входного сигнала и бестоковой паузы соответственно, причем вход блока контроля длительности входного сигнала и первый вход блока контроля бестоковой паузы объединены с выходом 25 дифференцирования преобразователя дифференциального тока, второй вход блока контроля бестоковой паузы является входом напряжения.Выход блока дозирования подключен ЗО к первому управляюцему входу Фазного органа, второй вход которого подключен к выходу формирователя входного логического сигнала, при этом катод первого стабилитрона схемы сравнения подключен к катодам, а анод второго стабилитрона схемы сравнения к анодам многоплечевого диодного полумоста. Параллельно каждому стабилитрону схемы сравнения одноименными концами подсоединена последовательная цепь, состоящая из стабилитрона и резистора, а выход схемы сравнения через разделитепьный трансформатор подключен к входу выпрямительного моста 2.45К недостаткам устройства можно от нести то, что в связи с наличием сравнительно большого .количества полупроводниковых элементов в его схеме, существенно повышается .вероят-: 50 ность отказов защиты в функционировании из-за повреждений элем ънтов устройства.Излишние и ложные срабатывания защиты, а также отказы в срабатыва 55 нии при повреждении защищаемого объекта, которые могут иметь место по укаэанной причине, могут привести к большому экономическому ущербу. Все это приводит к необходимости приня- Щ тия дополнительных мер, повышающих надежность защиты.Одной из таких мер может являться введение в состав устройства защиты дополнительных узлов, контролируюцих исправность элементов схемы в процессе эксплуатации. Такого рода узлы мо" гут выполняться в виде отдельного или встроенного в основную защиту устройства (этот вариант более предпочтителен) для контроля исправности релейной защиты.Известно устройство для коНтроля исправности блока релейной защиты электроустановок, содержацее блок управления, включенный на входе блока релейной защиты, выходной блок И, блок памяти и блок НЕ, причем блок памяти и блок НЕ включены параллельно между контролируемым блоком релей- . ной зациты и выходным блоком И, а дополнительный выход блока подсоединен к блоку управления ГЗЗ.Недостатком этого устройства для контроля является то, что при его применении увеличивается время действия защиты, что весьма не желательно в диФференциальных и дифференциально-фазных защитах таких ответственных элементов энергетической систеж, как трансформаторы, генераторы, блоки генератор-трансформатор и т.д.Известно также устройство для тестовой проверки релейной токовой защиты, содержащее двустабильный триггерный элемент, его реле-повторитель, блок формирования тестовых сигналов, блок регистрации сигналов, блок сравнения сигналов и блок задержки. Блок формирования тестовых сигналов питается переменным током и воздействует на блок проверяемой защиты. При запуске устройства пусковой триггерный элемент и его повторитель запускают блок формирования тестовых сигналов, воздействуют на изменение тормозной характеристики блока защиты, блокируют его выходные органы и запускают блок задержки, который воздействует на первый вход блока сравнения сигналов. На второй вход этого блока поступает от проверяемого блока зациты сигнал через блок регистрации сигнала. В случае несовпадения сигналов от блока задержки и от канала контроля проверяемой защиты или от канала отключения ее (неисправность блока защиты) на выходе блока сравнения сигналов появляется сигнал, с выдержкой времени срабатывает двустабильный триггерный элемент, который возврацает пусковой элемент и блокирует проверяемую защиту. В случае исправности проверяемого блока осуществляется только возврат пускового элемента 4,).Е недостаткам этого устройства можно отнести во-первых то, что конт- роль исправности защиты с его помзщьюосуществляется периодически (обычно считается, что периодичность такого контроля равна одному разу в одну-двенедели),а не постоянно, и, во-вторых, то, что при таком контроле выявляются только те отказы элементов, которые приводят к отказу контролируемого блока в целом.Периодический контроль исправности релейной защиты, осуществляемый описанным выше устройством, не исклю,чает возможности достаточно длительного (в пределах одной-двух недель) наличия неисправности реле. Если в течение этого времени произойдет внешнее или внутреннее короткое замыкание, то защита может отказать в функционировании. Кроме того, как указывалось выше, описанное устройство фиксирует 15 отказы блоков в целом, а не уход параметров элементов входящих в их состав. Таким образом, при постепенном ухудшении параметров элементов, что относительно часто встречается. 20 у современных полупроводниковых ком- понент, этот факт будет зафиксирован только тогда, когда это ухудшение параметров достигнет уже таких опасных значений, что откажет блок в це лом.Описанные недостатки снижают эффективность контроля исправности защиты посредством описан но го выше у стройства для тестовой проверки и требуют дополнительных мер, .повышающих эту эффективность.Известен также индикатор отказов релейной защиты, содержащей логические ячейки НЕ, входы которых являют- ся входами индикатора отказов и соединены с контрольными точками контролируемого устройства защиты, логические ячейки И, входы которых соединены с соответствующими выходами логических ячеек НЕ и с соответству ющими входами индикатора отказов, а также блок задержки, вход которого соединен с соответствующим входом индикатора отказов, а выход - с входами соответствующих логических ячеек 45 И, причем выходы логических ячеек И, являются выходами индикатора отказов 5.Описанный индикатор отказов выяв ляет возникшие неисправности практически мгновенно, недостатком же его является то, что он фиксирует только отказы входящих в логическую часть защиты блоков, а не уход параметров 55 элементов, входящих в состав блоков, и, следовательно, во-первых, не пригоден для контроля исправности измерительной части защиты,которая в современных полупроводниковых комп лентах защиты составляет весьма существенную часть) и, к тому же, не контролирует постепенного ухода параметров элементов схемы, если этот уход еще не привел к отказу блока. Цель изобретения - повышение надежности устройства для дифференциальной защиты путем введения постоян-. ного контроля исправности цепей и элементов защиты в процессе эксплуа- тации, а также расширение области применения узла для контроля исправности съемных кассет защиты, и увеличение глубины контроля путем фиксации отклонения от нуля суммы конт,рольных сигналов и компенсирующего сигнала.Поставленная цель достигается тем, что в устройство защиты, содержащее в каждой фазе блок датчиков тока, выходы которого присоединены к мгогоплечевому диодному полумосту, присоединенный к нему двуплечевой элемент сравнения, фазный орган, вход которого соединен с выходом выпрямительного моста, пусковой орган, элемент И, входы которого соединены с пусковым и фазным органами., формирователь входного логического сигнала, подключенный к многоплечевому диодному полу- мосту, выход которого подключен,к элементу временной задержки и к одному из входов первого логического элемента И-НЕ, второй логический элемент И-НЕ, входы которого соединены с выходом первого логического элемента и с выходом эЛемента временной задержки, а выход связан с элементом запрещения срабатывания, элемент разрешения срабатывания, вход которого соединен с выходом первого логического элемента, а выход объединен с выходом элемента запрещения срабатывания и соединен с третьим входом элемента И, преобразователь дифференциального тока, подключенный к выходам элемента сравнения и блока датчиков тока, его линейный выход соединен с входами пускового органа, порогового элемента, элемента торможения, первым входом сумматора и вторым входом первого логического элемента,третий вход которого подключен к выходу элемента запрещения срабатывания,второй вход сумматора соединен с выходом элемента торможения, выход сумматора подключен к основному входу элемента дозирования, первый управляющий вход которого соединен с выходом порогово- го элемента, а второй - выходом эле- мента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов контроля длительности входного сигнала и бестоковой паузы соответственно, причем вход элемента контроля длительности входного сигнала и первый вход эле" мента контроля бестоковой паузы объединены и соединены с выходом дифференцирования преобразователя дифференциального тока, второй вход элемента контроля бестоковой паузы является входом напряжения, выход злемента дозиронания подключен к первому управляющему входу фазного органа, второй вход которого подключен к выходу формирователя входногологического сигнала, выход элементасравнения через разделительный трансформатор подключен к входу выпрямительного моста, устройство защиты выполнено насъемных кассетах, введены узел контроля исправности съемных кассет с й группами входон, узел 10контроля исправности цепей напряжения, элемент ИЛИ и ныходной орган,а фазные органы, преобразователи дифференциального тока, пусковые органы, элементы разрешениясрабатывания, 15элементы запрещения срабатывания,элементы временной задержки, элементы торможения, элементы контроля длительности входного сигнала, контролядлительности бестоконой паузы и преобразонатели дифференциального токавсех трех фаз выполнены с контрольными выходами, формирователь входногологического сигнала одной фазы защиты выполнен с дополнительным ныходом, 25причем входы И-й группы входов узлаконтроля исправности съемных кассетсоединены с контрольными выходамитех элементов, которые размещены нап-й кассете, выходы элементон И, всехз 0трех фаз соединены с входами элементаИЛИ, выход которого соединен свходом выходного органа, узелконтроля цепей напряжения включаетвходной сумматор, основные входы ко"торого подключены к выходам блокадатчиков напряжения, входной преобразователь сигнала, входы которого подключены к дополнительному выходу формирователя входного логического сигнала и выходу узла контроля исправности съемных кассет, выход входногопреобразователя сигнала подключен кдополнительному входу входного сумматора, вспомогательные входы которогоприсоединены к элементам настройки и 45проверки, а выход входного сумматорачерез компаратор и элемент индикацииприсоединен к входу элемента выдержки времени,Поставленная цель н первом нариан те предлагаемого узла контроля исправности, съемных кассет защиы достигается тем, что в индикатор отказоврелейной защиты входы которого присоединены к контрольным точкам защиты,содержащий элемент выдержки времени,выход которого служит выходом индикатора, введены входные сумматоры, выпрямители, компараторы, элементы индикации и элементы настройкй по числу контролируемых кассет, а такжеэлемент ИЛИ и элемент проверки, причем основные входы входных сумматоров служат входами узла контроля, кдополнительным входам входных сумма торов присоединены выходы соответствующих элементов настройки и элемента проверки, выходы входных сумматоров через последовательно включенныевыпрямители, компараторы и элементыиндикации присоединены к входам элемента ИЛИ, к выходу которого присоединен вход элемента выдержки времени, причем входные сумматоры и соответствующие им элементы настройкирасположены на контролируемых кассетах.Поставленная цель во втором варианте предлагаемого узла контроля исправности съемных кассет защиты достигается тем, что в первый вариант узлаконтроля введены последовательновключенные второй выпрямитель и сумматор, причем вход второго выпрямителя присоединен к выходу нходного сумматора, дополнительный вход сумматорасоединен с элементом настройки, а квыходу сумматора присоединен входпервого выпрямителя.Область применения вариантов узлаконтроля исправности съемных кассетзащиты различна.Первый вариант узла контроля предназначен для контроля исправности таких кассет и съемных модулей защиты,сигналы на контрольных точках которыхявляются в режиме дежурстна защитыпостоянными по величине сигналамипостоянного тока.В тех случаях, когда сигналы ( иличасть сигналов ) на контрольных точках являются неизменными по величине( например), по амплитуде, частоте ит.д. напряжениями переменного токаиногда удается удачно подобрать компенсирующий сигнап, снимаемый с блоканастройки. Тогда и в этих случаях дляконтроля испранности кассет можетбыть применен первый вариант узлаконтроля исправности съемных кассетзащиты,Однако довольно часто оказывается, что сигналы на контрольных точках -.это неизменные по величине ( поамплитуде, форме и т.д.) напряженияпеременного тока, которые н режимедежурства защиты имеют различную форму ( например, имеются синусоидальныетралецеидальные и прямоугольные поформе сигналы). В этом случае дляконтроля исправности кассет долженбыть применен второй вариант узлаконтроля.На фиг.1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства длядифференциально-фазной защиты; нафиг.2 - структурная схема первого ва.рианта узла контроля исправностисЪемных кассет защиты; на фиг.Зструктурная схема второго вариантаузла контроля исправности съемныхкассет защиты.Устройство для дифференциальнофазной защитыфиг.1 ) в каждой фазе содержит блок 1 датчиков тока, входы которого соединены с трансформаторами тока плеч защиты, а основные выходы подсоединены к многоплечевому диодному полумосту 2. Формирователь 3 входного логического сигнала подключен к выходу многоплечевого диод- ного полумоста 2, к которому также подключен вход элемента 4 сравнения. Выход элемента 4 сравнения через разделительный трансформатор 5 и выпрямительный мост 6 подключен к основному входу Фазного органа 7, основной выход которого подключен к входу эле мента И 8. К дополнительным выходам блока 1 датчиков тока и элемента 4 сравнения присоединен преобразователь 9 дифференциального тока, к линейному выходу которого подключен вход пуско вого органа 10 и вход первого логичес кого элемента И-НЕ 11. К основному выходу пускового органа 10 присоединен второй вход Элемента И 8. К выходу первогО, логического элемента И-НЕ 11 25 подключены входы второго логического элемента И-НЕ 12.и элемента 13 разрешения срабатывания. К выходу второго логического элемента И-НЕ 12 подключен вход элемента 14 запрещения 30 срабатывания, выход которого объединен с выходом элемента 13 разрешения срабатывания и соединен с третьим входом элемента И 8. Выход формирователя 3 входного логического сигнала З 5 подключен к второму входу Фазного органа 7, к одному из входов первого логического элемента И-НЕ 11 и к входу элемента 15 временной задержки, .основной выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента И-НЕ 12. К выходу преобразо- вателя дифференциального тока 9 подключены входы порогового элемента 16 и элемента 17 торможения и первый вход сумматора 18, второй вход которого подсоединен к выходу элемента 17 торможения. К выходам порогового органа 16 и сумматора 18 присоединены входы элемента 19 дозирования, выход которого соединен с первым управляю щим входом фазного органа 7. К выходу .дифференцирования преобразователя дифференциального тока 9 присоединены входы элемента 20 контроля длительности входного сигнала и элемента 21 55 контроля паузы к основным выходам которых присоединен элемент ИЛИ 22, выход которого соединен с третьим входом элемента 19 доэирования.Выходы элементов И 8 всех трех фаз 60 присоединены к входам элемента ИЛИ 23, выполненного по любой стандартной схеме. К выходу элемента ИЛИ 23 подключен выходной орган 24. Входы вход. ных сумматоров 25 каждой Фазы защиты 65 присоединены к контрольным выходам преобразователей дифференциального тока 9, пусковых органов 10, элементов 26 настройки и фазных органов 7, Входные сумматоры могут быть, например, выполнены на базе операционных усилителей в интегральном исполнении, элементы настройки - в вчде регулируемых потенциометров, подключенных к клеммам источника питания, Конст- руктивно каждый входной сумматор 25 и элемент 26 настройки расположены на тсй же съемной кассете реле, на которой расположены контролируемые элементы 9, 10 и 7. Входные сумматоры 25 предназначены для суммирования поступающих на их входы сигналов и формирования выходного сигнала, пропорционального сумме входных, а элементы 26 настройки предназначены для балансировки на нуль выходных сигналов входных сумматоров 25 в процессе настройки.Элементы 8 и 11-15 всех трех фаз защиты конструктивно располагаются на одной кассете. Для контроля исправности элементов, расположенных на этой кассете, на ней располагаются также входной сумматор 27 и элемент 28 настройки, по своему устройству и назначению аналогичные соответственно входному сумматору 25 и элементу 26 настройки. Входы входного сумматора 27 присоединены к основным входам первого 11 и второго 12 логических элементов И-НЕ, а также к контрольным выходам элемента 13 разрешения срабатывания, элементы 14 запрещения срабатывания и элемента 15 временной задержки каждой фазы защиты. Дополнительный вход входного сумматора 27 присоединен к выходу элемента 28 настройки.Элементы 16-22 всех трех фаз защиты конструктивно располагаются на одной кассете, Для контроля исправности элементов, расположенных на этой кассете, на ней располагаются также входной сумматор 29 и элемент 30 на стройки, по своему устройству и назначению аналогичные соответственно входному сумматору 25 и элементу 26 настройки, Входы входного сумматора 29 соединены с основным выходом сумматора 18, элементы 19 дозирования, порогового элемента 16 и элемента . ИЛИ 22, а также с контрольными выходами элемента 17 торможения, элемента 20 контроля длительности входного сигнала и элемента 21 контроля бестоковой паузы каждой фазы защиты, Один из входов входного сумматора 29 соединен с выходом элемента 30 настройки.Контрольные. выходы перечисленных выше элементов предназначены для вывода сигнапов, снятых с контрольныхточек соответствующих элементов и со единены с выходами микросхем, входящих в состав этих элементов, транзисторов и другими характерными, заранее выбранными точками внутри контролируемых элементов.Выход каждого из входных сумматоров 25, 27, 29 соединен с входом соответствующего выпрямителя 31, размещенного вместе со всеми последующнми блоками на следующей кассете устройства защиты. Каждый выпрямитель 31 выполнен по типовой схеме, его выход через компаратор 32 и элемент 33 индикации присоединен к соответствующему нходу элемента ИЛИ 34. Компаратор 32 также выполнен по типовой схеме, например на базе компаратора или операционного усилителя н микро" схемном исполнении. Выпрямитель 31 и компаратор 32 предназначены для вы полнения присущих им функций - выпрямления сигнала (выпрямитель 31) и 1формирования сигнала на выходе в случае превышения входным сигналом величины порога срабатывания (ком паратор 32) . Элемент 33 индикации предназначен для индикации неисправного состояния соответствующей контролируемой кассеты и может быть выполнен, например, в виде транзистор ного ключа со световой индикацией срабатывания посредством светодиода. Элемент ИЛИ 34, предназначен для выполнения логической Функции ИЛИ и выполнен по.стандартной схеме. Выход З 5 элемента ИЛИ 34 соединен с входом элемента 35 выдержки времени, предназначенного для формирования временной задержки поступающего на него логического Сигнала на время Равное, 40 например 10-15 с. Элемент 35 выдержки времени может быть выполнен по любой из известных типовых схем, например, по схеме с разрядом конденсатора на составной транзистор, работающий в режиме эмиттерного повторителя, в цепь эмиттера выходного транзистора которого включено малогабаритное гер. метизированноЕ реле. Выход элемента 36 проверки, предназначенного для проверки исправного состояния самого 5 О узла контроля исправности. съемных кассет защиты, соединен с дополнительными входами входных сумматоров 25, 27, 29. Элемент 36 проверки в простейшем случае может быть выполнен, 55 например, в ниде электрической кнопки, на выход которой заведено напряжение от источника питания.Входы входного преобразователя 37 сигиала присоединены к дополнительноО му выходу формирователя 3 входного логического сигнала и квыходу элемента 36 проверки. Входной преобразователь 37 может быть выполнен по типовой схеме компаратора и предназначен для формирования единичногосигнала на выходе в том случае, когда любой из его входных сигналовпревышает по величине порог срабатывания. Выход входного преобразователя 37 сигнала присоединен к первому входу входного сумматора 38, выполненного по той же схеме и выполняющего те же функции, что входныесумматоры 25, 27, 29. К трем следующим входам входного сумматора 38 присоединены выходы блока 39 датчиковнапряжения, входы которого присоединены к трансформаторам напряжения защиты. Блок 39 датчиков напряжения может быть выполнен по типовой схеме,например, на базе маломощных промежуточных трансформаторов с выпрямителями и предназначен для преобразования сигналов, поступающих от трансФорматоров напряжения, в сигналы такой величины и форьы, которые удобноприменять в устройстве защиты . Каждыйфазный выход блока 39 датчиков напряжения соединен также с вторым входомэлемента 21 контроля бестоковой паузы соответствующей фазы,К следующему входу входного сумматора 38 присоединен выход элемента40 настройки, выполняющего те же Функции и выполненного по такой же схеме, что и элементы 26, 28, 30 настройки.К последнему входу входного сумматора 38 присоединен выход элемента 41проверки, аналогичного по Функциям иисполнению. элементу 36 . Выход входного сумматора:38 соединен через компаратор 42 и элемент 43 индикации свходом элемента 44 выдержки времени.Элементы 42-44 аналогичны по своимФункциям и устройству элементам 32,33 и 35 соответственно. Разница заключается лишь в том, что выход элемента 35 является выходом сигнала онеисправности в цепях реле, а выходэлемента 44 янляется ныходом сигналао неисправности цепей напряжения.Конструктивно элементы 2-7, 9 и10, 25 и 26 фазы Д располагаются накассете 45, аналогичные элементы фазы Ц на кассете 46 Фазы С. - на .кассете 47. Элементы 8 и 11-15 всехурех фаэ защиты расположены вместе сэлементами 23 и 27, 28 на кассете 48.Элементы 16-22 всех трех фаэ защитырасполагаются вместе с элементами29. и 30 на кассете 49. Элементы 31-37и 39-44 расположены на кассете 50.Кассеты 45-49 являются основными кассетами устройства защиты, кассета50 - дополнительная,Первый вариант узла контроля исправности съемных кассет защиты (фиг.2) содержит описанные выае элементы 25 и 26, 31-36 и их связи.Второй вариант узла контроля иск равности съемных кассет защиты (фиг;3) также содержит все описанные выше элементы 25, 26 и 31-36, однако в его состав дополнительно введены последовательно включенные выпрямитель 51 и сумматор 52, выполненные по типовым схемам. Цепочка из последовательно включенных выпрямителя 51 и сумматора 52 соединяет выход входного сумматора 25 и вход выпрямителя 10 31. Выход элемента 26 настройки так.- же присоединен не к входу входного сумматбра 25, а к входу сумматора .52. Остальные связи и элементы были описаны выше. 15устройство для дифференциальной защиты работает следующим образом.Токи от трансформаторов тока плеч защиты поступают на входы блоков датчиков 1 тока, где.осуществляется их 2 р согласование посредством соответствующего выбора числа витков первичных обмоток датчиков тока и с помощью регулировочных резисторов, подключенных паРаллельно Регулировочным 25 обмоткам датчиков тока. Сигналы от датчиков тока разделяются по знаку полупериода с помощью многоплечевого диодного полумоста 2 и поступают на вход элемента 4 сравнения. При внут- ЗО реннем коротком заьыкании на выходе элемента 4 сравнения появляется сигнал. Это приводит к появлению в сердечнике разделительного трансформатора 5 знакопеременного.магнитного потока, который наводит во вторичной обмотке электродвижущую силу, При ма-, лых токах внутреннего повреждения стабилитроны, входящие в состав плеч элемента 4 сравнения, заперты и элен-. 40 тродвижущая сила вторичной обмотки разделительного трансформатора 5 имеет синусоидальный характер. Имеет место дифференциальный режим работы, когда ток срабатывания не зависит от величины сквозного тока. Припревышении сквозным током предельной величины открываются стабилитроны плеч схема сравнения и защитапереходит в фазный режим работы. Поэтому рассматриваемое устройство защиты работает как дифференциальное в области малых токов и как дифференциально-Фазное в области больших токов повреждения. При переходе с дифференциальной на дифференциально-Фазную характеристику 55 устройство реализует дифференциальную защиту с торможением.Это позволяет получить достаточную чувствительность к внутренним коротким заьыканиям, сопровождающимся вытекающими токами нагрузки при сохранении достаточной степени отстроенности защиты от токов небаланса, вызванных токами, при которых защита еще не переходит в фазный режим работы. Если при внутренних 65 повреждениях, когда током обтекаются оба плеча элемента 4 сравнения попеРеменно, напряжение на входе элемента 4 сравнения не превышало напряжения стабилизации стабилитронов, входящих в состав плеч элемента сравнения, то привнешнем коротком замыкании, когда током обтекаются оба глеча элемента 4 сравнения одновременно, это напряжение достигает удвоенной величины напряжения стабилизации стабилитрона, если токи плеч защиты имеют достаточную величину. Это обстоятельство используется в защите в качестве дополнительного признака внешнего короткого замыкания. Элемент 3 фиксирует напряжение на входе 4, пропорциональное сумме модулей токов присоединений на уровне 1,7-1,8 напряжения стабилизации стабилитрона и формирует прямоугольный сигнал, который подается на вход логического устройства (блоки 11 и 15) и на управляющий вход 7, увеличивая его угол блокировки. Следовательно, при внуфренних поврежДениях угол блокировки будет меньше, чем при внешних.Для правильной работы устройства в условиях предельно искаженной инфор" мации от трансформаторов тока (например, защита шин), когда фазовая погрешность может превысить 150 ф, предусматривается дополнительно логи. ческая часть. В основу ее принципа действия положено следующее свойство переходного процесса в трансформаторах тока при преимущественно активной нагрузке; При возникновении короткого замыкания трансформаторы тока входят в насыщение нв сразу, а спустя некоторое время, определяемое характером переходного процесса, параметрами трансформатора тока, нагрузкии предшествующим состоянием трансформатора тока, В течение этого времени (в тяжелом переходном процессе - ме:нее 5 мс) первичный ток трансформируется во вторичную цепь практически полностьюи ток намагничивания близок нулю, Если индукция достигает величины, превышающей индукцию насыщения, происходит срыв вторичного тока, когда последний приобретает практически. нулевую величину, а мгновенное значение тока намагничивания - величину приведенного первичного тока. Таким образом, передний фронт тока намагничивания всегда отстает от переднего Фронта вторичного тока. Известно, что дифференциальный ток состоит из алгебраической сумж мгновенных значений вторичных токов, но при внешних коротких замыканиях с тяжелыми переходными процессами дифференциальный ток становится равным току намагничивания одного из насытившихся трансформаторов тока. При внутреннихкоротких замыканиях, если первичныетоки присоединений близки по фазедруг к другу, дифференциальный токпрактически ранен арифметической сум.ме мгновенных значений вторичных токов, Следовательно, при внутренних коротких замыканиях передние фронты выпрямленного дифференциального и суюсь входных токов совпадают, а при внешних - второй будет отставать от первого на время, не менее 1,5" 2 мс, т.е, в дифференциальном токе появятся паузы. По факту такого отставания можно давать запрет на срабатывание устройства.В качестве сигнала, фиксирующего передний фронт вторичного тока, используется напряжение, снимаемое с элемента 4 сравнения с помощью формиронателя 3. С выхода 3 сформированныеимпульсы подаются на вход элемента 1520 временной задержки, задерживающего г сигнал на ( 1,5-2)мс, и на один иэ нходон первого логического эле" мента 11, осуществляющего операцию И-НЕ. Поскольку в течение указанного времени трансформаторы тока работают практически беэ погрешности, то на втором входе логического элемента 11 сигнал, снимаемый с линейного выхода преобразователя 9 диф-ЗО ,ференциального тока будет ранен нулю, а на выходе - "1", При совпадении логических единиц на входах второго логического элемента 12 по истечении 1,5+2 мс на его выходе, хотя бы кратковременно, появится логический "0", который элементом 14 запрещения срабатывания запоминается на время, большее времени максимальной продолжительности пауз во вторичном то-,4 ке при его срыве, когда отсутствуют удвоения напряжения на входе схемы сравнения, а, значит, и сигнал с выхода 3. Логический "0", с выхода 14, объединенного пб схеме иЛи с выходом 13 на котором в этом режиме также 45 будет логический "0", подается на один из входов 8 и на третий вход 11, предупреждая совпадение "1", на трех его входах при срывах вторичного тока одного из трансФорматоров тока 50 в последующих периодах переходного процесса и выдаче в этом случае "1 ф, с линейного выхода 9. Процесс понто ряется в каждом периоде при наличии периодической составляющей или полу периоде при ее отсутствии.Таким образом, в течение всего переходного процесса на одном из входон элемента 8, осуществляющего операцию И будет присутствовать-логи- бо ческий ф 0", и срабатывание пускового органа 10 и фаэного органа 7 из-за значительных погрешностей трансформаторов тока не вызовет появлениесигнала на выходе 8, т.е, не приведет 65 к излишнему срабатыванию элемент ИЛИ 23, и выходного органа 24.При внутренних коротких замыканиях, когда токи, посылаемые источниками питания, совпадают по фазе, напряжение на входе 4 не превышает напряжения стабилизации стабилитрона и формирователь 3 не выдает запускающие импульсы на логическую часть схемы, состояние которой не изменяется в течение всего процесса. На выходе 14 будет присутствовать сигнал "1" и при совпадении сигналов от 10 и7 защита сработает. Наличие логического устройства (а также управления углом блокировки) позволяет уменьшить угол блокировки фаэного органа при сохранении высокой отстроенности от внешних коротких замыканий. Это связано с необходимостью обеспечения работы защиты в течение первого периода при максимально возможном искажении сигнала, так как во втором периоде (возможно и в нескольких последующих) искажение сигнала будет настолькобольшим, что элементы 7 и 10 могут не сработать, то есть защита будет иметь задержку в срабатывании на значительное время, определяете ПЬстоянной времени апериодической слагаемой тока короткого замыкания.Таким образом, уменьшение угла блокировки приводит к повышению устойчивости быстроты срабатывания защиты н рассматриваемом режиме.При внутренних коротких замыкани. - ях со сдвигом по фазе токов, посылаемых источниками питания, существуетинтерваг. времени, когда током обтекаются оба плеча схемы сравнения, т.е.напряжение на схеме. сравнения возрастает до удвоенного напряжения стабилизации стабилитрона и логическоеустройство запустится, Однако в отличие от внешнего короткого заьнкания,одновременно со вторичным появляетсядифференциальный ток. Поэтому послепоявления сигнала на выходе 3, навторой вход 11 будет подан сигнал слинейного выхода 9 и на выходе 11,хотя бы кратковременно, появится "Оф,который запоминается элементом 13 разрешения срабатывания на время, достаточное для прохождения импульса наотключение выключателя. Возможныйсигнал запрета в этом режиме от эле-.мента 14 будет снят и при срабатываниифазного органа 7 и пускового органа 10 элемент 8 выдает запускающий импульс на 23 и 24 в результате чего защита срабагывает. При использовании изобретения для зашиты силовых трансформаторов (авто- трансФорматоров), необходимо отстраиваться от включения трансформаторов на холостой ходПредлагаемое устройство защиты работает при броске тока намагничивания следующим образом. С линейного выхода преобразователя 9 дифференциального тока сигнал поступает на входы порогового элемента 16 и элемента 17 тор можения. При работе в переходном режиме трансформатора элемент 17 торможения вырабатывает тормозной сигнал, запирая первую гармонику дифференциального тока. При этом в режиме апе риодического броска тока намагничивания в выходном сигнале элемента 17 торможения присутствует апериодическая слагающая и высшие гармоники, а в режиме периодического - высшие гармоники. В связи с тем, что элемент 17 торможения является широкополосным фильтром, время запаздывания выходного сигнала значительно меньше времени, соответствующего углу блокиров О ки защиты, что позволяет ввести частичную компенсацию ложного выходного сигнала фильтра входным. Это реализуется введением сумматора 18, на, один вход которого поступает напряжение с выхода элемента 17 торможения, а на другой - с его входа, причем сигналы поступают с разными знаками. Степень компенсации тормозного сигнала определяется иэ условия селективности работы защиты при бросках тока намагничивания. Сумматор содержит ограничитель напряжения, ограничивающий тормозной сигнал на уровне, соответствующем напряжению стабилизации стабилитронов схемы сравнения. При внутренних корот-.ких замыканиях применение компенсации и ограничение интенсивности выходного сигнала позволяет значительно уменьшить тормозной сигнал, что 4 О приводит к повышению быстродействиязащиты.Однако при больших кратностях токов внутренних коротких заьыканий .при наличии в них максимальных апериодических составляющих с максимальными постоянными времени возможно глу-бокое насыщение трансформатора тока, Последние могут генерировать высшие гармоники и, несмотря на компенсацию, 50 выходной сигнал сумматора 18 может иметь значительную величину. Это может привести к существенным задержкам в срабатывании защиты. Дпя повышения быстродействия защиты в этом режиме 55 используется еще один отличительный .признак короткого заьыкания от броска тока намагничивания. Поскольку насы-. щение сердечника вызвано изменением магнитного потока, оно не может про- щ исходить мгновенно. Поэтому устойчивым признаком броска тока намагничи- вания является наличие бестоковых пауз в производной броска тока намагничивания как после подачи напряжения,так и на протяжении всего процессавключения. Сигнал с выхода дифференцирования преобразователя 9 дифференциального тока поступает на входэлемента 20 контроля длительности входного сигнала и на токовый вход элемента 21 контроля паузы, на входы напряжения которогопоступает сигнал с блока 39 датчиков напряжения, связанного с трансформаторами напряжения, установленными на выводах защищаемого объекта. Элемент 21 контроляпаузы контролирует длительность бестоковой паузы от момента выдачи напряжения на защищаемый объект до появления производной дифференциального тока. Если длительность этой паузы более 3 мс (режим броска тока намагничивания), элемент 21 контроля паузы не выдает сигнал управления через элемент ИЛИ 22, и элемент 19 дозирования пропускает весь тормозной сигнал с выхода сумматора 18 на фазный орган 7, который загрубляется и не выдает сигнал на элемент И 8. Если длительность бестоковой паузыот момента выдачи напряжения до появления производной дифференциальноготока менее 3 мс, что соответствует внутреннему короткому замыканию, элемент 21 контроля паузы вырабатываетсигнал управления. Последний через элемент ИЛИ 22 поступает на второй управляющий вход элемента 19 дозирования, который ограничивает величину тормозного сигнала до уровня, достаточного для отстройки от переходных токов небаланса внешних коротких эарыканий. Этот тормозной сигнал весьма мал, так как фазный орган 7 в зна. чительной мере отстроен от внешних короткнх эаьыканий. Для обеспечениябыстродействия устройства после выдачи напряжения служит элемент 20 конт- роля длительности входного Сигнала.Этот элемент запускается сигналом свыхода преобразователя дифференциального тока и блокируется на 14 мс.Благодаря этому, в режиме апериодического броскатока.намагничивания навыходе элемента 20 контроля длительности входного -сигнала напряжениепостоянно будет равно нулю, Это объ.ясняется тем, что форма апериодического броска тока намагничивания пред. ставляет собой последовательность пикообразных импульсов, максимальнаядлительность которых не превышает13,5 мс, а между импульсами следуютбестоковые паузы, однако вследствиЕбольшой постоянной времени апериодического броска тока намагничивания, последняя плохо трансформируется трансформаторами тока плеч защи-ты и датчиками тока устройства защиты, при этом в кривой броска тока намагничивания вместо пауз появляются