Система автоматического поиска поврежденного присоединения при замыкании на землю

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 9 Р 17/06 ЛЬСТВ ГОСУДДРСТЕЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ А ВТОРСНОМУ СВИ(7 1) Научно-производственное обьеди иение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин "Автоматгормаш(56) Грейсуха М.В., Кутовой Л.Н. Электроснабжение угольных и рудных шахт.-М.: Недра, 1965, с.347.Автоматизация горных машин. Труды института "Донавтоматгормаш", М.: Недра, 1972, вып,4, с. 180- 184,(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОИСКА ПОВРЕЖДЕННОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ ПРИ ЗАМЫКАНИИ НА ЗЕИВ(57) Изобретение относится к горнойспром-ти и позволяет повысить надежность и безопасность электроснабжения шахтных механизмов. Для этого система содержит устр-во 1 направленной зашиты (УНЗ) от замыкания на землю, элемент 2 памяти, генератор 3 импульсов, элементы 4 и 5 И, элемент 6 ИЛИ, распределители 7 и 8, модули 9 включения распределительных устр-в (РУ), средства 10 связи, шины сброса 11 и 23. Каждый модуль 9 содержит два элемента 12 и 13 И и элемент 14 памя1305403 ти. Система контролирует шахтную распределительную сеть, состоящую изпоследовательно соединенных ввода15 и распределительных подземныхподстанций 16 и 17, Каждая из них содержит вводные 18 и фидерные 19 РУ.Каждое РУ снабжено узлом отключения20 и узлом включения 22 и датчиками21 состояния (включено-выключено).Количество модулей 9 совпадает с числом контролируемых РУ 18 и 19. Поискповрежденного присоединения производится последовательным отключением Изобретение относится к горной промышленности, а именно к автоматизации распределительных сетей, в которых отсутствует селективная защита, и где необходим оперативный дистан ционный контроль поврежденного присоединения при замыкании на землю.Целью изобретения является повышение надежности и безопасности элект. роснабжения шахтных механизмов. 10 На чертеже изображена функциональная схема системы автоматического поиска поврежденного присоединения при замыкании на землю. 5Система содержит устройство 1 направленной защиты от замыкания на землю, элемент 2 памяти, генератор 3 импульсов, элементы И 4 и 5, элемент ИЛИ 6, распределители 7 и 8, 20 модули 9 включения распределительных устройств, средства 10 связи, первую шину 11 сброса, причем каждый модуль 9 включения расперделительных устройств содержит два элемента И 12 25 и 13 и элемент 14 памяти.Система контролирует шахтную распределительную сеть, состоящую из последовательно соединеных ввода 15, распределительных подземных подстан ций 16 (ЦПП) и 17 (РПП). Каждая подстанция содержит вводные 18 и фидерные 19 распределительные устройства (РУ), Каждое РУ снабжено узлом 20 отключения, датчиками 21 состояния (включено-выключено) и узлом 22 включения. Кроме того, система содержит вторую шину 23 сброса. РУ, начиная с РУ 19 подстанции 17нижнего уровня и кончая РУ 18 подстанции 16 верхнего уровня. На каждойподстанции сначала отключаются РУ 19,а затем РУ 18. Если при отключенииочередного РУ на выходе УНЗ 1 исчезает сигнал "Логическая "1", то найдено поврежденное присоединение. Еслина выходе УНЗ 1 сигнал "Логическая"1" не исчезает и после отключения РУ 18 подстанции 16,то поврежден ввод 15. 1 з.п.ф лы, 1 ил. Разрядность распределителей 7 и 8Фимпульсов одинакова, причем число раз рядов в каждом из распределителей 7 и 8 импульсов на один больше числа контролируемых РУ 18 и 19.Количество модулей 9 совпадает с числом контролируемых РУ 18 и 19. Приведенная распределительная подстанция состоит из шести РУ. Поэтому распределители 7 и 8 импульсов имеют по семь разрядов 7.17.7 и 8.1,8.7, устройство содержит шесть модулей 9.1, ,9.6.Выход устройства 1 направленной защиты от замыкания на землю соединен с информационным входом элемента 2 памяти, с первым входом первого элемента И 4 и первым инверсным входом второго элемента И 5, выход элемента 2 памяти соединен с запускающим входом генератора 3 импульсов, выход которого соединен с вторыми входами элементов И 4 и 5, выход первого элемента И 4 соединен с управляющим входом первого распределителя 7 импульсов, а выход второго элемента И 5 соединен с управляющим входом второго распределителя 8 импульсов, выход старшего разряда 7.7 первого распределителя 7 импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ 6, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда 8.7 второго распределителя 8 импульсов и с первыми входами установки в "О" распределителей 7 и 8 импульсов и с шиной 23, выход эле мента ИЛИ 6 соединен с первым входом установки в "0" элемента 2 памяти,1305403 41". Если РУ отключено - сигнал "Логический 0При снижении сопротивления изоля-Вцииотносительно земли в каком-либоиз отходящих присоединений РУ 18 и19 подстанций 16 и 17 или в вводе 15срабатывает устройство 1 направленной защиты от замыкания на землю и наего выходе возникает сигнал "Логичес 10 кая 111. Этот сигнал поступает на прямой вход элемента И 4 и на инверсныйвход элемента И 5, а также на информационный вход элемента 2 памяти, вкоторый записывается по перепаду от15 "Логический 0" к "Логическая 1". Сигнал "Логическая " с выхода элемента2 памяти запускает генератор 3 импульсов. Последовательность импульсов с 13 выхода генератора 3 поступает на вто- . ст 20 рые входы элементов И 4 и 5.1 Вторые входы установки в "О" элемента 2 памяти и распределителей 7 и 8 импульсов соединены с шиной 11 сброса.В каждом модуле 9 первыйвход первого элемента И 12 соединен с пе вым инверсным входом второго элемента И 13, с выходом соответствующего разряда 7.17.6 первого распределителя 7 импульсов и через средства 10 связи с узлом 20 отключения соответствующего РУ 19 или 18 подстанции 17 или 16. Датчик 21 состояния и узел 22 включения того же РУ соединены через средства 10 связи соответственно с вторым входо первого элемента И 12 и с выходом второго элемента И 13 модуля 9.Второй вход второго элемента И модуля 9 соединен с выходом соответ вующего разряда 8.6, ,8.1 второго распределителя 8 импульсов. Первый и второй входы установки в "0" элементов 14 памяти модулей 9.19,6 соединены соответственно с первым входом установки в "О" шины 23, распределителя 7 импульсов и с шиной 11 сброса. Выход первого элемента И 12 каждого модуля 9 соединен с информационным входом элемента 14 памяти модуля 9 с третьим входом второго элемента И 13 этого же модуля 9.1 Последовательность импульсов проходит только через элемент И 4 на управляющий вход распределителя 7 импульсов, При поступлении первого импульса на выходе первого разряда 7.1 формируется сигнал "Логическая п, который поступает на первый вход элемента И 12 модуля 9.1 и через средства 10 связи в узел 20 отключения первого фидерного РУ 19 РПП 17. В результате соответствующее РУ отключится, если оно было включено.Устройство работает следующим образом.35При включении питания импульсом при помощи ЕС-цепи (не показана) по шине 11 сброса устанавливаются в исходное нулевое состояние распределители 7 и 8 импульсов, элемент 40 2 памяти и элемент 14 памяти модулей 9.На выходе всех разрядов 7.1.7.7, 8.18,7 распределителей 7 и 8 импульсов, выходах элементов 2 .и 14 памяти, выходах элементов 45 И 4 и 5, элементов И 12 и 13, элемента ИЛИ 6, выходе генератора 3 импульсов, а также на выходе устройст ва 1 защиты от замыкания на землю и шине 11 сброса устанавливаются сигналы нЛогический 0".На вторые входы элементов И 12 .модулей 9 с датчиков 21 состояния соответствующих РУ 18 и 19 поступает через средства 10 связи инФормация 55 о состоянии РУ.Если РУ включено, на второй вход элемента И 12 соответствующего модуля 9 поступает сигнал "Логическая Если к моменту поступления сигнала "Логическая 1" с выхода 7.1 на первый вход элемента И 12 модуля 9,1 на втором входе элемента И 12 имеется также сигнал Логическая 1 (это означает, что РУ было включено), то происходит запись "Логическая 1" в элемент 14 памяти и сигнал "Логическая 1", поступающий с выхода элемента 14 памяти на третий вход элемента И 13, подготавливает цепь для включения соответствующего фидерного РУ 19 подстанции РПП 17.Кроме того, этот сигнал поступает на соответствующий элемент индикации (не показан). Если на втором входе И 12 сигнал "Логический 0", а это означает, что соответствующее РУ отключено до начала поиска, то запись "Логическая 1" в элемент 14 памяти не происходит, и на третьем входе элемента И 13 имеется сигнал "Логический 0", препятствующий включению РУ при последующем восстановлении сети после окончанияпоиска.Если после отключения первого фидерного РУ 19 подстанции 17 сигнал"Логическая 1" на выходе устройства1 направленной защиты от замыканияна землю не исчезает, то на управляющий вход распределителя 7 импульсовчерез. элемент И 4 поступает второйимпульс с выхода генератора 3. Приэтом сигнал "Логическая 1" сформируется на выходе разряда 7.2, на выходах 10остальных разрядов распределителя7 импульсов есть сигналы "Логический 0",Сигнал "Логическая 1", поступивчерез средства 10 связи в узел 20отключения второго фидерного РУ 19подстанции 17, выключает это РУ,если оно включено. Одновременноподготавливается включение этогоРУ в модуле 9.2. Если сигнал "Логическая 1" на выходе устройства направленной защиты от замыкания наземлю не исчез,то аналогичным образом производится отключения последующих РУ: вводного РУ 18 РПП 17,г 5первого и второго фидерных РУ 19ЦПП 16 и вводного РУ 18 ППП 16. Иодновременно аналогичным образомподготавливают цепи для последующего включения РУ, отключенных входе поиска в соответствующих модулях 9.39.6.Таким образом, поиск поврежденного присоединения производитсяпоследовательным отключением РУ, 35начиная с фидерных РУ подстанциинижнего уровня (РУ 19, РПП 17),и кончая вводным РУ подстанции верхнего уровня (РУ 18, ППП 16). Причемна каждой подстанции сначала отключаются фидерные РУ, а затем вводные.Поиск может иметь два исхода:при отключении очередного РУ исчезает сигнал "Логическая 1" на выходеустройства 1, это означает, чтоповрежденное. присоединение найденои сигнал "Логическая 1" на выходеустройства 1 не исчезает и после отключения вводного РУ подстанции верхнего уровня (РУ 18, ЦПП 16), этоозначает, что поврежден ввод 15,Рассмотрим работу устройства вобоих случаях.Предположим, сигнал "Логическая1" на выходе устройства 1 сменяется 55сигналом "Логический 0" в моментотключения второго РУ 19 подстанции16. Это отключение произведено сигналом "Логическая 1" с выхода разряда7.5 распределителя импульсов. Сигнал"Логический 0" с выхода устройства 1поступает на прямой вход элементаИ 4 и инверсный вход элемента И 5.При этом запрещается прохождениеимпульсов с выхода генератора 3 через элемент И 4 на управляющий входраспределителя 7 импульсов и разрешается прохождение импульсов с выхода генератора 3 через элемент И 5на управляющий вход распределителя8 импульсов, Распределитель 7 останавливается и на выходе его разряда7.5 остается сигнал "Логическая 1".Этот сигнал остается на первом инверсном входе элемента И 13 модуля9.5, что обуславливает сигнал "Логический 0" на выходе этого элемента и запрещает формирование командына включение второго фидерного РУ 19подстанции 16, у которого поврежденоотходящее присоединение. Одновременно сигнал с выхода разряда 7.5 распределителя 7 поступает на соответствующий индикационный элемент диспетчерского мнемощита (не показан).Этим определяется какое именно присоединение повреждено. Первый импульс, поступающий на управляющийвход распределителя 8 импульсов, вызывает формирование сигнала 11 Логическая 1" на выходе разряда 81.Этот сигнал поступает на второй входэлемента И 13 модуля 9.6, однако,так как вводное РУ 18 подстанции 16не отключается во время поиска поврежденного присоединения, то на вы"ходе элемента 14 памяти, соединенного с третьим входом элемента И 13модуля 9.6 сигнал "Логический 0",что обуславливает сигнал "Логический01 на выходе элемента И 13 модуля9.6, т.е. команда на выключение вводного РУ 18 подстанции 16 не будетподана, и это РУ сохранит прежнеесостояние. С приходом второго импульса на управляющий вход распределителя 8 сигнал "Логическая 1" сформируется на выходе разряда 8.2 и поступит на второй вход элемента И 13модуля 9.5, но так как на инверсномвходе этого элемента запрещающий сигнал "Логическая 1" с выхода разряда7,5 распределителя 7, то на выходеэлемента И 13 модуля 9.5 сигнал "Логический 0", т.е. сигнал на включение второго фидерного РУ 19 подстан7 130540 ции 16, у которого повреждено отходя. щее присоединение, не формируется. Третий импульс, поступающий на управляющий вход распределителя 8 импульсов, вызывает появление сигнала "Логическая 1" на выходе разряда 8.3. Этот сигнал поступает на второй вход элемента И 13 модуля 9.4. Если соответствующее этому модулю первое фидерное РУ 19 подстанции 16 нахо О дится во включенном состоянии до начала поиска, то на третьем входе элемента И 13 модуля 9.4 будет сигнал "Логическая 1", поступающий с выхода элемента 14 памяти этого модуля. Так 15 как на инверсном входе элемента И 13 модуля 9.5 сигнал "Логический О", поступающий с выхода разряда 7.4 распределителя 7, то на выходе элемента И 13 модуля 9.4 формируется сигнал 20 "Логическая 1", который через средства 10 связи поступает в узел 22 вклю- чения первого фидерного РУ 19 подстанции 16 и происходит включение этого РУ,Если до начала поиска первое фидерное РУ 19 подстанции 16 отключено, то на вход элемента И 13 модуля 9.4 с выхода элемента 14 памяти этого модуля поступает сигнал "Логический О", который запрещает формирование сигнала ЗО "Логическая 1" на выходе элемента И 13. Поэтому контролируемое модулем 9. 4 РУ не включается,т,е. сохранят то состояние, в котором оно было до начала поиска. С поступлением последующих импульсов на управляющий вход распределителя 8 аналогичным образом производится включение всех РУ, которые находятся во включенном состоянии до начала поиска. РУ, которые были отключены диспетчером еще до начала поиска поврежденного присое" динения, остаются в отключенном сос- тоянии 1 ввода 15, т.е. отображено, какие РУвключены, а какие выключены до начала поиска. Для наглядности рассматривается поиск неисправного приспособления в распределительной сети, имеющей один ввод 15, состоящей из двух подстанций ЦПП 16 И РПП 17 и содержащей 6 распределительных устройств.Однако предлагаемое устройство способно вести поиск неисправного присоединения с последующим восстановлением исправного участка сети с произвольнь 1 м числом И РУ, расположенных на последовательно соединенных подстанциях. В этом случае каждый первый и второй распределители содержат по И+1 разрядов, а количество логических модулей равно Б.Независимо от числа контролируемых РУ строго осуществляется следующий принцип поиска: вначале первый распределитель импульсов через средства связи отключает фидерные РУ подс 40 45 50 55 С поступлением седьмого импульса на управляющий вход распределителя 8 импульсов сигнал "Логическая 1" формируется на выходе рахряда 8.7. Этот сигнал поступает на первые входы установки в "О" распределителей 7 и 8 импульсов и элементов 14 памяти модулей 9.19.6 и через элемент ИЛИ 6 на первый вход установки в "О" элемента 2 памяти. В результате все элементы памяти и распределители импульсов устанавливаются в исходное нулевое состояние. Так как на выходе элемента 2 памяти сигнал"Логической О", то генератор 3 импульсов отключается. На этом процесс поиска поврежденного присоединения и восстановления испавных участков распределительной сети заканчивается.Если и после отключения вводного РУ 18 подстанции 16 верхнего уровня на выходе устройства 1 направленной защиты от замыкания на землю остается сигнал "Логическая 1", то на управляющий вход распределителя 7 импульсов поступает следующий, седьмой импульс. На выходе разряда 7,7 распределителя 7 импульсов формируется сигнал "Логическая 1", который через элемент ИЛИ 6 поступает на первыйвход установки в "О" элемента 2 памяти и на выходе его устанавливается"Логический О", При этом отключается генератор 3 импульсов. Но не устанавливаются в "О" распределитель 7импульсов и элементы 14 памяти модулей 9.19.6. Сигнал "Логическая 1"с выхода разряда 7.7 поступает на соответствующий индикационный элемент диспетчерского мнемощита (не показан), указывая на то, что поврежден ввод 15. Выходы элементов 14 памяти модулей 9.19.6 подключены ксоответствующим индикационным элементам мнемощита, на которорых в этомслучае отображена информация о состоянии сети к моменту повреждениятанции нижнего уровня с запоминанием в логических модулях их предшествующе го состояния, затем производится вы- . ключение вводного РУ этой подстанции. Далее аналогичным образом производится отключение фидерных и вводных РУ подстанций следующих уровней,Эти отключения производятся до замены сигнала "Логическая 1" на выходе устройства 1 направленной защиты от 10 замыкания на земле на сигнал нЛогический 0, Вторым распределителем с помощью логических модулей и средств связипроизводится в обратном порядке включение РУ с исправны ми отходящими присоединениями, Причем включаются только те РУ которые были включены до начала поискаТаким образом, предлагаемое устройство обеспечивает определение лю бого отходящего или вводного присоединения с недопустимо низким уровнем сопротивления изоляции относительно земли.Формула изобретения 1. Система автоматического поиска поврежденного присоединения при замыкании на землю, содержащая вводные и фидерные распределительные устройства распределительных подстанций,уст-. ройства направленной защиты от замыкания на землю, средства связи, узлы отключения, включения и датчики состояния распределительного устройства, о т35 л и ч а ю щ а я с я тем,что,с целью повышения надежности и безопасности электроснабжения шахтных механизмов,оона снабжена элементом памяти, генератором импульсов, двумя элементами И, элементом ИЛИ, двумя распределителями импульсов, модулями включения распределительных устройств, количесто которых И совпадает с количеством аспределительных устройств, двумя шинами сброса, причем устройство направленной защиты подключено к информационному входу элемента памяти,первому входу первого элемента И и инверсному входу второго элемента И, выход элемента памяти соединен с входом генератора иипульсов, выход которого соединен с прямым входом второго элемента И и вторым входом первого элемента И, выходы элементов И подключены соответственно к управляющим входам распределителей импульсов, выходы с первого по М первого распределителя импульсов соецинены соответственно с первыми и вторыми входами модулей включения распределительных устройств и через средства связи с узлами отключения распределительных устройств, выходы с первого по 1 второго распределителя импульсов соединены соответственно с третьими входами модулей включения распределительных устройств, выходы последних подключены к узлам включения распределительных устройств, четвертые входы модулей включения распределительных устройств соединены через средства связи с выходами датчиков состояния распределительных устройств, первая шина сброса подключена к одному из обнуляющих входов элемента памяти, первому обнуляющему входу распределителей импульсов и пятому входу модулей включения распределительных устройств (И+1)-й выход первого распределителя импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с другим обнуляющим входом элемента памяти, (И+1)-й выход второго распределителя импульсов подключен к второму входу элемента ИЛИ, второму обнуляющему входу первого распределителя импульсов и второй шине сброса, которая соединена с вторым обнуляющим входом второго распределителя импульсов и шестым входом модулей включения распределительных устройств 2. Система по п.1, о т л и ч а юш а я с я тем, что модуль включения распределительных устройств содержит два элемента И и элемент памяти, причем первый и второй входы первого элемента И являются соответственно первым и четвертым входами модуля включения распределительных устройств, выход первого элемента И соединен с информационным входом элемента памяти, первый и второй входы установки в 10" которого является соответст - венно пятым и шестым входами модуля включения распределительных устройств, выход элемента памяти соединен с первыи прямым входом второго элемента И в ОрОи пряиои ВхОд которого яВля ется третьим входом модуля включения распределительных устройств, инверсный вход второго элемента И является вторым входом модуля включения распределительных устройств,авыход второго элемента И является выходом модуля включения распределительных устройств.