Устройство для проверки исправности дублированных реле защиты

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик о 11993355(22) Заявлено 20.08. 81 (2) 3333743/24-07 РЦМ.Кл.ф с присоединением заявки Йо Н 01 Н 69/01 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий.925 (088.8),Опубликовано 30.01.83. Бюллетень 4 о 4Дата опубликования описания 30.01. 83 о ый ордена рудо ого снег(.Знамени научноисследовательский проектно-констр тэрСкий,и теХнологическийинститут релестроения= .,ф(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ИСПРАВНОСТИ ДУБЛИРОВАННЫХ РЕЛЕ ЗАЩИТЫИзобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в дублированных устройствахрелейной защиты,Одним из путей повышения надежности устройств релейной защиты является проведение их эксплуатационныхпроверок.Известны реле, выполненные на микроэлектронной базе, преобразующаячасть которой представляет собой двухвходовой параметр, на выходе которого включена интегрирующая ВС-цепь.При этом к одному входу компаратораподключен выход воспринимающей части реле, а к второму входу - источник опорного сигнала, Указанная реализация преобразующей части позволяет обеспечить высокую помехоустойчивость реле при малых временах срабатывания и возврата (1).Однако в ряде случаев надежностьуказанного реле может оказаться недостаточной, что вызывает необходимость дублирования реле,Наиболее близким по технической: сущности к предлагаемому являетсяреле, которое содержит два одинаковых измерительных органа, выходы которых объединены логической схемой ИЛИ, Каждый из измерительных органов содержит воспринимающую часть, представляющую собой промежуточный транс" форматор тока, преобразующую часть, на входе которой включен компаратор сигналов, сравнивающую и исполнительные части. Для обеспечения проверки реле в его состав введены коммута-. ционные элементы (по одному на каждый измерительный орган), посредством которых входы преобразующих частей реле подключены в режиме контроля к цепям напряжения питания, а также коммутационный элемент, исключающий действие выходных контактов реле во внешние цепи при проверке. Такое решение позволяет без дополнительных коммутаций во входных цепях осуществлять проверку реле при отсутствии входного тока, превышающего его ток срабатывания, и является приемлеьайм для реализации контроля реле, срабатывание которых происходит лишь при аварии на защищаемом энергетическом объекте и которые длительно находятся в несработанном состоянии (2.Однако применение указанного реле ограничивает возможности его проверки, которое длительно может быть как в несработанном, так и в сработанномсостоянии, например реле тока дляустройств резервирования при отказе:выключателей (УРОВ), вследствие чегомогут возникнуть трудности с осуществлением проверок этих реле в требуемые сроки. Все это приводит к 5снижению надежности функционированияреле,Цель изобретения - повышение надежности реле и улучшение визуальногонаблюдения за результатами контроля, 10Указанная цель достигается тем,что в устройстве для проверки исправности дублированных реле защиты, содержащем два одинаковыхизмерительных органа, включающих измерительные преобразователи, двухвходовыекомпараторы, источники опорных сигналов, элементы сравнения, выходыкоторых подключены к входам элемента И, коммутационные элементы и исполнительный орган, выход элементасравнения одного из измерительныхорганов подключен через коммутационный элемент к инвертирующему входукомпаратора второго измерительногооргана, а выход элемента сравнениявторого измерительного органа подключен через второй коммутационныйэлемент к неинвертирующему входу компаратора первого измерительного органа,30Кроме того, выходы элементов сравнения измерительных органов могутбыть подключены к коммутационным элементам также через блоки задержки.На фиг. 1 и 2 приведены функциональные схемы предлагаемого устройства; на фиг, 3-6 - временные диаграммы, поясняющие его работу..Устройство содержит подключенныек датчикам напряжения или тока два 40измерительных органа 1 и 2, каждыйиз которых включает в себе измерительные преобразователи 3 и 4,преобразующие блоки, на входе которых включены двухвходовые компараторы 5 и б, 45элементы 7 и 8 сравнения, источники9 и 10 опорных сигналов, элементИ 11, а также исполнительный орган12. Элемент И 11 при необходимостиможет выполнять и функцию ИЛИ. Выходэлемента 7 сравнения через замыкающий коммутационный элемент 13 объединен с инвертирующим входом компаратора б, а выход элемента 8 сравнения через замыкающий коммутационныйэлемент 14 - с инвертирующим входомкомпаратора 5, К выходу логическогоэлемента И (ИЛИ) 11 подключен черезкоммутационный. элемент 15 исполнительный орган 12,б 0Реле работает следующим образом.Когда реле находится в рабочемрежиме, контакты коммутационных элементов 13 и 14 разомкнуты, а контактэлемента 15 замкнут, вследствие чего эти элементы не оказывают влияния наработу реле. Входные сигналы от измерительных датчиков тока или напряжения через измерительные преобразователи 3 и 4 поступают к компараторам 5 и б, которые, сравнивая входной сигнал с опорным, формируемымисточниками 9 и 10, преобразовываютвходной сигнал в последовательностьпрямоугольных импульсов. Прямоугольный импульс принимает значение Б,если входной сигнал превышает опорный, и 11, если входной сигнал меньше опорного.Помимо компаратора в состав измерительных органов могут входить идругие функционируемые блоки, например, к выходу компаратора может,быть подключен интегратор, С выходов компараторов 5 и б сигналы поступают на входы элементов 7 и 8сравнения, При отсутствии требованияк срабатыванию реле элементы 7 и 8сравнения находятся в несработанномсостоянии, что обеспечивает отсутствие срабатывания логического элемента 11.При появлении требования к срабатыванию реле изменяются значения сигналов на выходах компараторов 5 и б,что приводит к срабатыванию элементов 7 и 8 сравнений и изменению состояния выхода логического элемента11. При переводе измерительного электрического реле в режим проверки происходит замыкание. контактов коммутационных элементов 13 и 14, что приводит к образованию цепей. обратныхсвязей, а также размыкание контактаэлемента 15, что исключает действиепроверяемого реле на внешние цепи.В зависимости от наличия входногосигнала, превышающего уставку реле,а также от состояния исправностивходящих в состав реле измерительныхорганов в процессе проверки реле может функционировать различным способом. Ряд примеров поведения релеприведено ниже,1.Входной сигнал превышает уставкуреле, оба измерительных органа исправны. При этом сигналы на выходеэлемента 7 сравнения 118, элемента 8сравнения Б 8 и логического элемента11 Бравны логической 1.(ЗдесьЬИи далее для однозначности считаем,что логический элемент представляетсобой элемент И).1Пусть в момент времени (фиг. 3)произошло замыкание коммутационныхэлементов 13 и 14. С выходов элементов 7 и 8 сравнения логическиесигналы 1 подаются на первыйвход компаратора 5 и на второй входкомпаратора б. Под действием сигнала с выхода элемента 7 сравнения изменяется сигнал на выходе компаратора 6, что обеспечивает возврат,появление логического сигнала фОффи элемента 8 сравнения. Время возврата элемента 8 С 8 =-определяется характеристиками блоков б и 8.Появление логического сигнала Офф 5на выходе блока 8 обеспечивает появление фО 1 и на выходе блока 9.Логический сигнал фОф с выхода эле-.мента 8 сравнения подается на первыйвход компаратора 5, что приводит к 1 Оизменению сигнала на выходе блока 5и к возврату элемента 7 сравнения" через время 1=- С,. котороеопределяется характеристиками блоков 5 и 7. 5Сигнал на выходе элемента 7 сравнения становится равным логическомусигналу фОфф. На выходе логического элемента 11 сохраняется логический сигнал фО. На второй вход компаратора блока б поступает логический сигнал фО с выхода элемента7 сравнения. Происходит срабатываниевторого измерительного органа современем срабатывания 1 с= 1 . айаг которое определяется характеристикамиблоков б и 8, и изменяется сигнал навыходе элемента 8 сравнения с ло-.гического сигнала ф 01 на логический сигнал 1 1. Сигнал на выходелогического элемента 11 остается не 30изменным,На первый компаратор блока 5 первого измерительного органа начинаетпоступать логический сигнал ф 1 ф,вследствие чего измерительный органчерез время ср --- которое определяется характеристиками блоков 5и.7, переходит в сработанное состояние: на выходе элемента 7 сравненияпоявляется логический сигнал 1, 40При этом изменяется состояние выходаэлемента И 11. На выходе блока 11 появляется логический фО. Далее навторой вход компаратора б начинаетпоступать логический сигнал ф 11 ф с 45выхода элемента 7 сравнения, блок 8возвращается и т,д,Таким образом, в режиме контроляпроверяемое реле Функционирует какавтогенератор прямоугольных импульсов.2. Входной сигнал меньше уставкиреле, оба измерительных органа исправны. При этом выходные сигналыэлементов 7 н 8 сравненияи элемента И 11 равны логическому Офф(Фиг.415При замыкании в моменткоммута"ционных элементов 13 н 14 под действием логического сигнала О, поступающего с выхода блока 7, изменяется сигнал на выходе компаратора б, фчто приводит через времяк срабатыванию элемента 8 сравнения.При срабатывании на выходе блока 8появляется логический сигнал ф,1,который, воздействуя на блок 5, обеспечивает через время 1 ср = 1 э-.1, срабатывание блока 7. Срабатывайие блока 7, в свою очередь, приводит к возврату блока 8 и т.д., т, е. так же,как и в ранее расмотренном случаевозникает процесс автогенерации.3. Входной сигнал меньше уставкиреле. Второй измерительный орган исправен, а в блоках 5 и 7 первого измерительного органа возникает неисправность, приводящая к отказу в срабатывании этого органа.В исходном режиме на выходах блока7-9 имеют место логические сигналыОф (фиг. 5). Наличие логическогосигнала О на выходе блока 7 обеспечивает при замыкании коммутацион"ных элементов 13 и 14 срабатываниевторого измерительного органа: на выходе блока 8 .через время йр, = С йпоявляется логический сигнал 1 ф.При отсутствии неисправностей наличиелогического сигнала 1 на выходеблока 8 обеспечивает срабатываниеблока 7, однако из-за происшедшегоотказа в срабатывании блок 7 несмотря на появление требуемого выходногосигнала блока 8 свое состояние неизменяет. Указанное обстоятельствоприводит к срыву процесса автогене"рации.4. Входной сигнал меньше .Уставкиреле. Второй измерительный орган исправен, в блоках 5 и 7 первого измерительного органа возникает неисправность, приводящая к ложному сра-.батыванию этого органа,УПри указанных условиях на выходеблока 7 имеет место логический сигнал 1 1, а на выходах блокоВ 8 и 9логические сигналы О (Фиг, б).Наличие логического сигнала 11 навыходе блока 7 исключает срабатывание второгО измерительного органа,а наличие логического сигнала "Офна выходе блока 8 дополнительно ксуществующей неисправности обеспечивает пребывание первого измерительного органа в сработанном состоянии.Указанное обстоятельство приводит ктому, что процесс автогенерации невозникает. Как видно из рассмотренных выше примеров, независимо от того, превы" шает ли входной сигнал уставку реле или не превышает, при отсутствии в реле неисправностей в режиме проверки реле начинает работать как авто- генератор прямоугольных нмпульсоз, периодически пребывая то в сработанном, то в несработанном состоянии. Если же в реле возникла неисправность,то автогенерация не .возникает: релеустойчиво находится или в сработанном, или в несработанном состоянии.Отсутствие автогенерации свндетельст 993355вует о неисправности проверяемогореле,Конт роль з а состоян ием реле в режиМе проверки, т.е. фиксация наличияили отсутствия автогенерации, можетосуществляться либо посредством специального прибора, например осциллографа, подключаемого к выходу реле,либо, если реле содержит элемент индикации, посредством визуального наблюдения за этим элементом. В отдель Оных случаях при малых временах срабатывания и возврата реле визуальноенаблюдение может быть затруднено изза высокой частоты автогенерации. Вэтих случаях для улучшения условий 15визуальногонаблюдения последовательно с коммутационными элементами 13и 14 могут быть включены блоки 16и 17 временной задержки (фиг. 2), Приэтом частота автогенерации уменьшается, так как ее значение определяется не только временами срабатывания и возврата реле, но и характеристиками блоков задержки.Проверки в предлагаемом устройстве 25могут осуществляться независимо отзначения входного сигнала без использования дополнительной проверочной аппаратуры, что, позволяя проводитьуказанные проверки в требуемые сроки, ЗОдает возможность повысить надежностьфункционирования реле вуслових эксплуатации.формула изобретения1. Устройство для проверки исправ- З 5ности дублированных реле защиты, содержащее два одинаковых измерительных органа, включающих измерительныепреобразователи, двухвходовые компараторы, источники опорных сигналов,элементы сравнения, выходы которыхподключены к входам, например, элемента И, коммутационные элементы иисполнительный орган, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышениянадежности, выход элемента сравненияодного.из измерительных органов подключен через коммутационньгй элементк инвертирующему входу компараторавторого измерительного органа, а выход элемента сравнения второго измерительного органа подключен черезвторой коммутационный элемент к неинвертирующему входу компаратора первого измерительного органа.2. Устройство по п. 1,.о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюулучшения визуального наблюдения зарезультатами контроля, выходы элементов сравнения измерительных органов подключены к коммутационнымэлементам через блоки задержки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Нудельман Г.С. Измерительноереле тока на операционных усилителях. - Электротехническая промышленность, вып. 6 (82), 1979.2. Малый А.П. и Нудельман Р.С.Токовая защита ТЭ, - Электротехническая промышленность, сер. Аппараты низкого напряжения, вып9(67),1977,993355 иг,иг. ставитель В. Зимахред Т Маточка Корревтор М. Демчик Рачкулине едактор Тираж 701 Подпи сноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретейий и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 аказ 491 70 113 лиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,