Устройство для контроля исправности быстродействующей защиты сети переменного тока

09) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК БРЕТЕНИЯСТВУ ПИ ИЗ Н АВТОР ОМУ СВ(56) 1,Авторское свидетельство СССР 9 477496, кл. Н 01 Н 69/01, 1975.2. Авторское свидетельство СССР 9 502411, кл. Н 01 Н .69/01, 1976. .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ ЗАЩИТЫ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее узел имитации аварийной ситуации, связанный с входом блока релейной защиты, выход которого подключен к одному иэ входов узла СУДАРСТВЕННЫЙКОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП(РЫТИЙ 1 Н 69/01 Н 02 Н 7 26 вычитания, а выход соединен свходом испол льного органа,о .т л.и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышениянадежности контроля, в него дополнительно введеныдифференцирующий элемент, два пусковых органа и элемент И-НЕ, входыкоторого подключены к выходам пусковых органов,;вход первого пуско"вого органа соединен с выходом блока релейной защиты непосредственно,а вход второго - через дифференцирующий элемент, выход элементаИ-НЕ соединен с входом узла имита- .ции аварийной ситуации, а выходноследнегго соединен с входом блока релейной защиты и с вторым входом узла вычитания.Изобретение относится к автома тике энергосистем и может быть использовано для непрерывного контроля защит энергетических систем (ЗЭС) переменного тока.Наблюдающийся в настоящее время рост мощностей ЗЭС привел к увеличению токов короткого замыкания (к.з.), которые вызывают недопустимое электродинамическое и термическое воздействие на электрическую сеть и аппараты. Большинство элементов сети не рассчитано на воздействие токов такой величины. С целью предотвращения аварий при к.з. используются быстродействующие релейные защиты, функционирование которых основано на прогнози- ровании амплитуды нарастающего тока к.з. При работе защиты с токо- ограничивающим выключателем, собственное время срабатывания которого составляет не более 1-2 мс существенно (в 3-4 раза) ограничивается амплитуда тока возникшего к.з. Выключатель и защита устанавливаются, например, в фидерах, соединяющих параллельно работающие генераторы энергосистемы. Это предъявляет особо жесткие требования к надежности защиты, отказ в работе которой может привести к ложной работе, р следовательно, к отключению потребителей от главной энергетической установки. Несрабатывание приводит к разрушению энергосистемы при короткихзамыканиях. Для повышения надежности работы защиты необходимо осуществлять контроль ее работоспособности. Это особенно необходимо для рассматриваемого типа защит, от правильного функционирования которых во многом зависит надежность работы всейэнергосистемы.Известно устройство для контроля работоспособности релейной защиты, содержащее подключенный .к входу блока релейной защиты блок управления, выходной элемент И, элемент НЕ и блок памяти, подключенный к входам элемента И, входы элемента НЕ и элемента памяти объединены и подключены к выходу блока релейной защиты,. а выход элемента памяти подключен также к входу блока управления.При повреждении электроустановки срабатывает блок релейной защиты, и сигнал подается одновременно на блок памяти иэлемент НЕ. С выхода блока памяти сигнал поступает на выходной элемент И и на элемент питания защиты со стороны входа. При этом блок релейной защиты возвращается в исходное состояние и на выходе элемента НЕ появляется сигнал, который подается на выход-. ной элемент И. Последний срабатывает, так как на его входах находятся оба сигнала, и выдает сигнална отключение поврежденной установ.-.ки, При повреждении самого блокарелейной защиты он срабатывает ине возвращается в исходное состояние при срабатывании элемента,поэтому сигнал с элемента НЕ неподается на выходной элемент И, и10 сигнал на отключение электроустановки отсутствует)1Недостатком устройства являетсясущественная задержка на срабатывание и отключение электроустановки15 вследствие наличия контроля работоспособности блока релейной защиты.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для контроляблока релейной защиты, содержащееузел имитации аварийной "итуации,подсоединенный через ключ коммутатора к защищаемому объекту и блокурелейной защиты. Выход блока релейной защиты подключен к первому входу узла вычитания через последовательно соединенные второй ключкоммутатора и фильтр нижних частот,Второй вход узла вычитания подключен к выходу блока релейной защитынепосредственно. Выход узла вычитания соединен с исполнительным органом, обладающим выдержкой временина срабатывание,Коммутатор, управляя работойключей, синхронно и синфазно, замыкает их на короткие промежутки вре-мени, по длительности меньшие, чемтребуемое быстродействие защиты,и подает в цепь защищаемого объектаимпульсы тока от узла имитации ава 40 рийной ситуации. Блок релейной защиты при замыкании первого ключа формирует последовательность выходныхсигналов, поступающих через узелвычитания на вход исполнительного45 органа, но не приводящих к срабатыванию последнего из-за наличия выдержки времени. Кроме того, сигналс блока релейной защиты через второй ключ поступает на вход фильтранизних частот, где выделяется постоянная составляющая, под действиемкоторой исполнительный орган неотключает защищаемый объект от питающей сети. В случае потери рабо 55тоспособности блока релейной защитыимпульсные сигналы на ее выходе ис-.чезают и исполнительный орган отключает объект защиты, При возникновении к.з. сигнал на выходе блока релейной защиты носит характер ступен 60 чатой функции, а не непоследовательности импульсов. Сигналы с выходаблока релейной защиты и фильтранижних частот подаются на узел вычитания, в результате чего исполни 65 тельный орган отключает объект(,2 Х45 Недостаткомизвестного устройст"ва является ограниченная область применения, обусловленная тем, что при использовании его в сильноточных цепях необходимо увеличение мощности устройств питания и коммутации. Кроме того, подача наложенных мощных сигналов проверки приводит к недопустимому для автономной энергосистемы увеличению гармони ческого состава питающего напряже ния.Существенным недостатком устройства также является низкое быстродействие блока релейной защиты, вследствие того, что несрабатывание защиты при ее проверке обеспечивает ся наличием элемента выдержки времени в выходном органе.Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия устройства контроля, 20Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля исправности быстродействующей защиты сети переменного тока, содержащее узел имитации аварийной ситуации, связанный с входом блока релейной защиты, выход которого подключен к одному из входов узла вы.читания, а его выход соединен с входом исполнительного органа, дополнительно введены дифференцирующий элемент, два пусковых органа и элемент И-НЕ, входы которого подключены к выходам пусковых органов, вход первого пускового органа соединен с выходом блока релейной З 5 защиты непосредственно, а вход второго - через дифференцирующий рлемент, выход элемента И-НЕ соединен с входом узла имитации аварийной ситуации, а выход последнего соединен .с входом блока релейной за-. щиты и с вторым узла вычитания.На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диафрагмы его работы.Устройство содержит узел 1 вычитания, подключенный .к выходу блока 2 релейной защиты. Вход блока 2 релейной защиты соединен с входом пусковых органов 3 и 4. Выход ускового органа 4 соединен через ифференцирующий элемент 5 с входом элемента И-НЕ б, к второму входу оторого подключен выход пускового ргана 3. Выход элемента И-НЕ б через узел 7 имитации аварийной ситуации соединен с входом узла 1 вычитания и входом блока 2 релейной защиты. Выход узла 1 вычитания подключен к входу выходного органа ф 8.Рассматриваемые защиты реагируют на скорость нарастания тока по значениям его производных, которые однозначно связаны с током. Отстой ка от ложной работы защиты при неаварийном отключении потребителей,когда скорость изменения (спада)тока может вызвать ложное срабатывание защиты, достигается использованием логического блока сравнения,Он осуществляет передачу сигнала,пропорционального производной тока,на реагирующий орган только в случае совпадения ее полярности сполярностью контролируемого тока.Такое совпадение полярностей наблюдается при нарастании мгновенныхзначений тока. После прохождениямаксимума полярности тока и его.производных различны, логическийблок сравнения при этом запрещаетпрохождение сигнала на реагирующийорган, т.е. блокирует защиту. Частьвремени от момента прохождения током максимального значения до изменения направления (переход черезнуль) используется для проверкизащиты,Устройство работает следующимобразом.При .наличии в защищаемом фидеретока с блока релейной защиты на.пусковой орган 3 и через пусковойорган 4 на дифференцирующий элемен 15 передается сигнал, пропорциональный величине тока фидера и егопроизводной. Пусковые органы 3 и 4формируют напряжение, полярностькоторого совпадает с полярностьюподаваемого на его вход сигнала. Свыхода пусковых органов 3 и 4 сиг"налы подаются на входы элементаИ-НЕ б. При несовпадении этих сигналов формируется сигнал на запускузла 7 имитации аварийной ситуации.7При йсправности всех элементовблока 2 релейной защиты на оба входа элемента 1 вычитания подаютсясинфазные сигналы,. которые не приводят к срабатыванию исполнительногооргана,При возникновении истинного аварийного режима в защищаемом объектена выходе блока 2 релейной защитыпоявляется сигнал, который поступает на узел вычитания и отключаетзащищаемый фидер.Блок 2 релейной защиты имеет двавыхода и один вход. Первый выходслужит для передачи информации осрабатывании блока 2 релейной защи"ты, что может происходить при возникновении аварии в защищаемой энергосистеме, а также от действия тестовых (проверочных) сигналов. Последние поступают на вход блока 2релейной защиты. Второй выход блока2 релейной защиты необходим для выл.1вода информации о величине тока,проходящего через фидер, где установлена релейная защита. Сигнал,пропорциональный току фидера, постум1125670 пает в пусковой орган 4 и пусковойорган 3. Состояние элемента И-НЕ,.по сути являющегося узлом совпаденияполярностей тока и его производной,задает работу узла 7 имитации аварийной ситуации. При логическом нуле тестовые воздействия не подаются,а при единице тестируется блок 2релейной защиты сигналом прямоугольной Формы. Если защита исправна,происходит ее срабатывание, однако 1 Оузел 1 вычитания не позволяет проходить сигналу с ее первого выходана выходной орган, поскольку тестирующий и ответный сигналы от защитыкомпенсируются (вычитаются) в блоке 151. не о на Й- и рреремоего нога 4 Сигнал паФыюде ауекойгоргана Ю Си 2 нан на ААодепуеноЗЪ- го органад 4 Ьмод ууна имитаиии аоарийной синтуаиии 7 ПерВвт дигодАпцга релейной эащищи 2 аи,год у.ма Юичищаним 4 Ьцод Риюдного органа ЮЗаказ 8549739 Тираж б 82 ПодписВ Патентф, г. ужгород, ул.Проектная,илиал Сигнаона Фяром Амеде аона релейной,уаиСигеы Я,аронориионаоаый гчону дридеремагнагоде дцируэдеме Срабатывание защиты при аварии в. энергосистеме не влечет отказа в ра-. боте, поскольку.в интервал возмож" ного срабатывания от тока к.э когда ток нарастает и его производная имеет одинаковую полярность с током, тестовые воздействия не подаются, а поэтому узел вычитания не препятствует прохождению сигнала с первого выхода блока релейной защиты. Таким образом, предлагаемое уст" ройство существенно повышает надежность релейной защиты за счет проведения непрерывного контроля без выведения элементов релейной защиты из работы.