Устройство для контроля исправности релейной защиты

(19) 01) А 2 11) 4 Н 02 8//С 01 К 31/02 Сбй 13 ЯФЯ Э И 4 .ТЕ Х Не. ,Ф ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ НЪЯИОТЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОР СН 61) 21) 22) 46) 71) КОНТРОЛЯ ИСПРАВ1 тносити к ся к электро- елейной защиЦель изобревности контротротехничес вания.ффектинала на кии и( 3) А, Сарапуло блокирование и в схеме конащиты тол при появле 88.8)етельство СССР Н 3/28 1982. ждении, опасих и ложных защиты повре зрения излиш й. При повреж ссеты рассогл тролируемоных с точксрабатыванилируемой к 56) 103 енин контросуются сумсигнал к кантрюльти аОЕаЬч облюй коюирввруеюй нк)фслуруоных коссот ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 10325133716860/24-0727.03.8423.08.87. Бюл.НовосибирскийнститутА.И, Шалин, Г.Кожемякина62 1,3 16.925 (ОАвторское свид2513, кл. Н 02(54) УСТРОЙСТВО ДНОСТИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАШИ(57) Изобретениетехнике, в частноте электрооборудотения в повышенля путем выдачи си1332442 Изобретение относится к электротехнике, предназначено для контроля исправности узлов, блоков, модулей, кассет и цепей релейной защиты, выполненных на активных полупроводниковых элементах, усилителей, логических схем в микросхемном исполнении и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. У 1032513.Цель изобретения - повышение эффективности контроля путем выдачи сигнала на блокирование защиты только при появлении в схеме контролируемой защиты повреждений, опасных с точки зрения излишних и ложных срабатываний.На чертеже представлена стурктурно-принципиальная схема устройства для контроля исправности релейной защиты, 20Балансный резистор 16, присоединенный одним выводом к стабилитрону 11, предназначен совместно с конденсаторами 17 и 18 для сглаживания сигналов положительной и отрицательной полярности, разделяемых по знаку диодами 19 и 20, включенными между вторым выводом резистора 16 и основными З 5 выводами конденсаторов 17 и 18 соответственно, Вторые выводы конденсаторов 17 и 18 соединены с нулевым проводом, К основным выводам конденсаторов 17 и 18 присоединены соответственно базы транзисторов 1 и 22, предназначенных для работы в ключевом режиме. Цепочки 23 и 24 из последовательно включенного светодиода и балластного резистора, вклю ценные между коллекторами транзисторов 21 и 22 и зажимами источника пиматоры 1, 44, 45. Поскольку контрольные точки посредством блоков разводки 49,50 заведены на входы соответствующей полярности сумматоров 44, 45,Устройство содержит входные сумматоры 1-3, число которых равно числу контролируемых кассет основного устройства защиты, предназначенные для суммирования входных сигналов устройства, Основные входы сумматоров 1-3 присоединены к контрольным точкам соответствующих контролируемых кассет. Входные сумматоры выполнены так, что входы через балансные резисторы 4 присоединены к инвертирующему входу усилителя 5 в микросхемном исполнении, выход которого является выходом входного сумматора 1. Резистор 6 обратной связи, включенный между выходом усилителя 5 и его инвертирующим входом, предназначен для ограничения коэффициента усиления усилителя 5, а резистор 7, включенный между неинвертирующим входом усилителя 5 и нулевым проводом, предназначен для компенсации дрейфа нуля усилителя 5. Резистор 8, включенный между зажимами и источника питания совместно с балансным резистором 9, включенным между движком резистора 8 и неинвертирующим то сигналы на выходе их усилителей появятся только в том случае, если повреждение опасно с точки зрения излишних и ложных срабатываний. 1 ил,входом усилителя 5, предназначен для балансировки усилителя 5 на нуль,Входные сумматоры 2 и 3 выполнены аналогично входному сумматору 1. Выходы входных сумматоров 1-3 присоединены к входам блока 10 избирательной индикации, предназначенного для индикации поврежденной кассеты. Каждый из входов блока 10 избирательной индикации соединен с двухполярным стабилитроном 11 через кнопку 12, предназначенную для подключения соответствующего входа блока 10 к стабилитрону 11, который предназначен для эапирания сигнала меньше его порогового значения стабилизации. Цепочки из последовательно соединенной кнопки и балансного резистора 13 и 14, включенные между зажимами источника питания и стабилитроном 11, предназначены для проверки исправности блока 10. Резистор 15, включенный между вторым выводом стабилитрона 11 и нулевым проводом, предназначен для выделения сигналов, превышающих порог стабилизации стабилитрона 11.тания, предназначены для сигнализации срабатывания блока 10.К выходам входных сумматоров подключены входы элементов ИЛИ 25 и 265 предназначенных для выделения больших из поступающих на их входы сигналов, Входы элемента 25 через диоды27, предназначенные для разделения сигналов по знаку, присоединены 10 к основному выводу резистора 28, второй вывод которого присоединен к нулевому проводу. Резистор 28 предназначен для выделения на нем большего иэ поступающих на входы элемента 25 сигналов отрицательной полярности, его основной вывод является выходом элемента ИЛИ 25. Входы элемента 26 через диоды 29,предназначенные для разделения сигналов по знаку, присоединены к основному выводу резистора 30, второй вывод которого присоединен к нулевомупроводу. Резистор 30 предназначен длявыделения на нем большего из поступа"ющих на входы элемента 26 сигналов поположительной полярности, его основной вывод является выходом элементаИЛИ 26,Выходы элементов 25 и 26 присоедииены к входам блока "Выпрямитель-компаратор" 31, предназначенного длявьпрямлея поступающих на его входысигналов и сравнения полученного сигнала с порогом срабатывания. Каждыйиз входов элемента 31 соединен с нулевым проводом через делители 32 и33 соответственно, состоящие из двухпоследовательно включенных резисторов и предназначенные для обеспечения нормального режима работы усилителя 34 (в микросхемном исполнениикомпаратор). Средняя точка делителя32 присоединена к инвертирующему, асредняя точка делителя 33 - к неинвертирующему входу усилителя 34. Между неинвертирующим входом усилителя34 и отрицательным зажимом источникапитания включен резистор 35, предназначенный для создания порога срабатывания компаратора, в качестве которого используется усилитель 34. Выход последнего присоединен к нулевому проводу через цепочку из последовательно включенного балансного резистора 36 и диода 37, предназначенных для шунтирования отрицательногосигнала, снимаемого с выхода усилителя 34, Параллельно диоду 37 подключен конденсатор 38, который совместно с резистором 36 предназначен для сглаживания сигнала положительной полярности, снимаемого с диода 37, Общая точка резистора 36, диода 37, конденсатора 38 соединена с базой транзистора 39, предназначенного для работы в режиме эмиттерного повторителя. Между эмиттером транзистора 39 и нулевым проводом включена цепочка 40 из последовательно включенных балластного резистора и свето-, диода, предназначенная для сигнализации срабатывания элемента 31. Параллельно цепочке 40 включена обмотка реле с герметизированными контактами 41, предназначенного для злвктрнческого разделения цепей. Контакты 41 реле являются выходом блока 3 1.Выход блока 31 соединен с входом элемента 42 выдержки времени, в качестве которого может быть примвнен любой стандартный элемент выдержки времени, например любое из имеющихсл реле времени порядка 12-15 с, Элемент 42 предназначен для создания выдержки времени в цепи выходного сигнала устройства, его выход является выходом устройства.Элемент 43 проверки, представляющий собой электрические кнопки, одни зажимы которых соединены с зажимами источника питания, а другие являются выходами элемента 43, предназначенными для проверки исправности самого устройства для контроля исправности релейной защиты. Выходы элемента 43 проверки присоединены к входам сумматоров 1-3, 44 и 45, каждьпэ которых через цепочки из последовательно включенных диодов и балансных резисторов 46 и 47, предназначенных для разделения сигналов, при присоединен к инвертирующим входам соответствующих усилителей 48.Входы блоков 49 и 50 разводки, предназначенных для коммутации в процессе монтажа устройства перемычек между соответствующими входыь и выходными клеммами, соединенными с входами входного сумматора 1. Блоки 49 и 50 разводк могут быть выполнены либо в виде стандартных накладок, позволяющих соедшть соответствующий вход с любым одним из двух выходов, либо в виде гнезд на печатной плате, между которыми в процессе монтажа напаиваются необходимые перемычкиВходы сумматоров 44 и 45, предназначенных для суммирования с соответствующими знаками поступающих наних сигналов, соединены с соответствующими выходами блоков 49 и 50разводки. Сумматор 44 выполнен постандартной схеме йа базе усилителя48 в микросхемном исполнении. Резисторы 51 соединяют неинвертирующий вход усилителя 48 с входами сумматора 44, а резисторы 52 соединяютинвертирующий вход усилителя 48 ссоответствующими входами сумматора44, В остальном сумматор 44 выполнен аналогично сумматору 1. Сумматор 45 также выполнен по аналогичнойсхеме.Входы диодно-резисторного элементаИЛИ 53, предназначенного для выполнения логической операции, соединены с объединенными выходами сумматоров 44 и 45 и другими, аналогичными им,Элемент ИЛИ 53 выполнен по сТандартной схеме,Вход блока 54 "Выпрямитель-компаратор" предназначенный для формирова.ния сигнала на выходе в том случае, если входной сигнал превышает порог срабатывания выпрямителя-компаратора, соединен с выходом элемента ИЛИ 53.Блок "Выпрямитель-компаратор" 54 выполнен аналогично блоку "Выпрямитель-компаратор" 31, но в блоке 54 задействован только один вход, связанный с инвертирующим входом усилителя 55, работающего в режиме компаратора. Назначение элементов 56-61 соответствует назначению элементов 32, 33, 35, 38, 37 и 36 соответственно. В состав блока 54 входит транзистор 62, работающий в режиме эмиттерного повторителя. В цепь 63 эмиттера транзистора 62 включены светодиод, предназначенный для сигнализации сработавшего состояния компаратора 55, и соответствующее балластное сопротивление, В эту цепь включена обмотка малогабаритного реле 64, предназначенного для электрического разделения цепей и соединения выхода элемента 42 выдержки времени с блоком блокирования защиты через контакты реле 64.Устройство для контроля релейной защиты работает следующим образом.50 55 10 15 20 25 30 35 40 Перед включением устройства в работу проводится подробный анализ поведения контролируемого реле при изменениях сигналов на контрольных точках в ту и другую сторону от их установившегося значения в режиме дежурства. Если изменение сигнала в область более положительных значений опасно с точки зрения ложного или излишнего срабатывания защиты, то посредством накладки или перемычки в блоке 49 вход, соответствующий рассматриваемой контрольной точке, соединяют с выходом, связанным с одной из цепочек резисторов 52, Если же опасным с точки зрения излишних и ложных срабатываний защиты является только изменение сигнала в сторону более отрицательных значений, то соответствующий вход блока 49 соединяют накладкой или перемычкой с выходом, связанным с одной из цепочек резисторов 51Если с точки зрения излишек и ложных срабатываний опасно любое изменение сигнала на контрольной точке, то одна накладка, как описано выше, устанавливается в блоке 49, а другая, аналогичная - в блоке 50, но только в блоке 50 вход соединяется с выходом противоположной полярности (например, в блоке 49 накладка установлена в направлении резисторов 52, тогда в блоке 50 аналогичная накладка устанавливается в направлении резисторов 51).После этого можно провести настройку устройства для контроля исправности релейной защиты, для чего на защиту обычно достаточно подать напряжение от источника питания постоянного тока, в результате чего на выходах активных элементов микросхем, транзисторов и т,д.) устанавливаются напряжения, характерные для режима дежурства защиты. Сигналы на контрольных точках контролируемых кассет в режиме дежурства защиты являются неизменными по величыне напряжениями постоянного тока. При настройке устройства они уравновешиваются сигналом с резистора 9 (и аналогичными резисторами в других усилителях),После этого устройство для контроля исправности релейной защиты готово к работе.В режиме дежурства контролируемой защиты при исправных и правильно настроенных контролируемых кассетах напряжение на выходах всех сумматоров 1-3, 44 и 45 остаются близкими к нулю, Блок 10 отделен от остальной схемы кнопками и не действует, компараторы 34 и 55 находятся в несработавшем состоянии, транзисторы 39 и 10 62 в блоках 31 и 54 закрыты, реле 41 и 64 находятся в несработавшем состоянии. Нет сигналов на выходах элемента 42 и блока 54, Светодиоды цепей 40 и 63 в блоках 31 и 54 не светятся. 15За счет температурных и других допустимых изменений параметров элементов как контролируемой схемы, так и устройства контроля в режиме дежурства контролируемой защиты на вы ходах сумматоров 1, 44 и 45 могут появляТься небольшие по величине напряжения, Эти напряжения через элементы ИЛИ 25, 26 и 53 поступают на входы компараторов 34 и 55, но не приводят 25 к их срабатыванию, так как порог срабатывания этих компараторов выбран с запасом больше таких напряжений раэбаланса. 30При повреждении контролируемой кассеты, при котором существенно изменяется напряжение на контролируемой точке или нескольких точках, разбалансируется входной сумматор 1 соответствующей кассеты и на его вы ходе появляется напряжение, Если это напряжение имеет положительную полярность, оно через элемент ИЛИ 26 поступает на неинвертирующий вход компаратора 34, входящего в состав блока 31 и стремится перевести компаратор 34 в сработавшее состояние, т.е, вызвать на его выходе сигнал положительной полярностиЕсли с выхода усилителя 5 снимается отрицательный 45 сигнал, он через элемент ИЛИ 25 поступает на инвертирующий вход компаратора 34 и также стремится перевести компаратор 34 в сработавшее состояние, Если поступающий на компара тор 34 сигнал превышает порог его срабатывания, то компаратор срабатывает и на его выходе появляется напряжение положительной полярности. Этот сигнал сглаживается цепочкой, состоящей из резистора 36 и конденсатора 38 и поступает на базу транзистора 39, который открывается, в результате чего срабатывает контакт 41 реле и начинает светиться светодиод цепи 40. Контакты реле 41, замыкаясь запускают элемент 42 выдержки времени, который по прошествии 10-15 с выдает на щит управления сигнал "Неисправность цепей защиты".После того, как на щите управления появляется сигнал "Неисправность цепей защиты", бригада обслуживающего персонала должна выявить поврежденную кассету и заменить ее на исправную. Для этого необходимо подойти к реле и убедиться в том, что светится светодиод 40, т,е. устройство контроля действительно подействовало на сигнал . После этого следует поочередно нажимать кнопки 12 в блоке 10 избирательной индикации, принадлежащие всем контролируемым кассетам. При нажатии кнопки, соответствующей поврежденной кассеты, начинают светиться один из светодиодов цепи 23 или 24. Выявленная таким образом неисправная кассета заменяется на исправную,При повреждении контролируемойкассеты рассогласуется не только сумматор 1, но и сумматоры 44 и 4.5, если на них заведен сигнал с той контрольной точки или тех точек, на которых изменилось напряжение. Посколькуконтрольные точки посредством блоков49 и 50 разводки заведены на входысоответствующей полярности сумматоров44 и 45, то сигналы на выходе этихусилителей появляются только в томслучае, еСли происшедшее повреждениеопасно с точки зрения излишних илиложных срабатываний, Если изменился вобласть более положительных значенийсигнал на такой контрольной точке,на которой это изменение может привести к излишнему или ложному срабатыванию контролируемой защиты, тогда сигнал с такой контрольной точкипосредством блока 49 подводится к одному из резисторов 52 сумматора 44,При первоначальном значении сигнала на рассматриваемой контролируемой точке усилитель 48 настраивается на нуль, т,е, напряжение на его выходе близко к нулю. Поскольку в рассматриваемом случае сигнал, снимаемый с контрольной точки, изменяется в область более положительных значений, а подводится он к инвертирующему входу усилителя 48, на выходе этого усилителя появляется сигнал отрицатель 1332442 10Аналогично ведет себя устройствоконтроля и при других повреждениях.В результате сигнал о неисправностизащиты появляется при любом повреждении в схеме контролируемой защиты,которое чувствует предлагаемое устройство контроляСигнал на блокирование защиты появляется только притаких повреждениях, которые представляют собой опасность с точки зрения излишних и ложных срабатыванийзащиты,Для проверки исправности, следуетнажать поочередно кнопки, входящие всостав элемента 43 проверки. При нажатии левой кнопки должны засветиться светодиоды цепи 40 и 63 и через10-15 с - табло "Неисправность цепейзащиты" на щите управления. Нажимаяодновременно кнопки 12, связанные свыходами усилителей 5 или 48, убеждаемся по свечению светодиодов це 40455055 ной полярности, который поступает далее на элемент ИЛИ 53,и на компаратор55. Если сигнал превышает порог срабатывания компаратора 55, то послед 5ний срабатывает, открывается транзистор 62, срабатывает реле 64, замыкает свои контакты, и с выхода элемента 42 сигнал поступает на орган блокирования защиты. При этом начинаеттакже светиться светодиод цепи 63,сигнализируя, что на защиту выданблокирующий сигнал. С какой из кассетвыдан этот сигнал, можно выяснить,нажимая поочередно кнопки 12, входя"щие в состав блока 10 избирательнойиндикации. Когда нажата кнопка, соответствующая поврежденной кассете, начинает светиться один из светодиодовцепи 23 или 24,Если сигнал на рассматриваемойконтрольной точке изменился в противоположную сторону, то есть сталболее отрицательным и это изменениене опасно с точки зрения излишних или 25ложных срабатываний защиты, то блокировать защиту не требуется. Изменение сигнала в более отрицательнуюсторону приводит к появлению положительного сигнала на выходе усилителя48 и этот положительный сигнал непроходит на выход сумматора 44, таккак шунтирован соответствующим диодом. В результате блок 54 не срабатывает и сигнал на блокирование защиты не выдается. пи 24, что сигналы, необходимые для срабатывания компараторов 34 и 55, есть на выходах сумматоров 1 и 44 всех контролируемых кассет защиты, При нажатии правой кнопки элемента 43 должен засветиться только светодиод цепи 63, Не отпуская правую кнопку элемента 43 и нажимая кнопки 12, связанные с выходами сумматора 45, убеждаемся, что сигнал рассогласования, достаточный для срабатывания компаратора 55, имеется на выходах сумматора 45 всех контролируемых кассет защиты.Таким образом, устройство для контроля релейной защиты позволяет своевременно выявить и устранить возникшие в контролируемых кассетах неисправности, в том числе недопустимо большие изменения параметров элементов, которые приводят к существенному изменению напряжения на контролируемых точках.В то же время в устройстве для контроля исправности релейной защиты выходные сигналы о неисправности цепей защиты и на блокирование защиты разделены. Благодаря этому блокирование защиты осуществляется только при таких повреждениях ее элементов, которые опасны с точки зрения излишних или ложных срабатываний. Это важно для случаев применения устройства, например, совместно с защитами, установленными на подстанциях без постоянного обслуживания и в первую оче-. редь на подстанциях без телемеханики, Поврежденная защита на таких подстанциях выявляется через довольно значительный промежуток времени - если подстанция снабжена устройствами телесигнализации, то действие устройства контроля на предупреждающее табло, установленное на подстанции, остается незамеченным персоналом, находящимся на диспетчерском пункте, В результате повреждения защиты долгое время не устраняются и могут привести к излишнему или ложному срабатыванию и отключению защищаемого объекта.Отмеченное преимущество может оказаться важным также и на объектах с постоянным обслуживанием, например, в грозовой период, когда повреждения в сети возникают чрезвычайно часто, В устройстве блокирование поврежденной защиты производится через 101332442 12 Формула изобретения Составитель Л. КуликоваРедактор М, Бланар Техред М,Дидык Корректор С. Черни Заказ 3843/51 Тираж 617 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 15 с после появления повреждения, т,е, излишнее срабатывание защиты при последующем внешнем замыкании исключается. То же относится и к ложным5 срабатываниям. Если, например, происходит обрыв плеча дифференциальной защиты трансформатора, имеющий ток срабатывания ниже номинального, в период минимума нагрузки трансформатора, то сразу же ложного срабатывания может и не произойти, так как ток в дифференциальной цепи может лкаэаться меньше тока срабатывания. Последующие же увеличения нагрузки вызывают ложное срабатывание защиты, если повреждение не устранено или защита не заблокирована, Быстрое блокирование защиты устройством для контроля исправности релейной защиты снижает вероятность ложного срабатывания. Устройство для контроля исправности релейной защиты по авт. св, В 1032513, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем выдачи сигнала на блокирование защиты только при появлении в схеме контролируемой защиты повреждений, опасных с точки зрения излишних и ложных срабатываний, в него введены по два блока разводки и по два сумматора на каждую контролируемую кассету, элемент ИЛИ и блок "Вы 35 прямитель-компаратор, причем инвертирующие входы одного из вновь введенных сумматоров посредством перемычек блока разводки соединены с входами устройства, на которых сигналы имеют опасное изменение в положительную область по отношению к номинальным значениям, а неинвертирующие входы этого сумматора посредством перемычек блока разводки соединены с входами устройства, на которых сигналы имеют опасное изменение в отрицательную область по отношению к номинальным значениям, инвертирующие входы другого сумматора посредством перемычек блока разводок соединены с входами устройств 3, на которых сигналы имеют опасное изменение в отрицательную и в положительную область по отношению к номинальным значениям, при этом эти же входы устройства посредством перемычек блока разводки соединены с неинвертирующими входами первого сумматора, выходы введенных сумматоров объединены и соединены с входами блока избирательной индикации и введенного элемента ИЛИ, инвертирующий вход введенного блока "Выпрямитель-компараторч соединен с выходом элемента ИЛИ, выход блока выдержки времени соединен с блоком блокирования защиты через контакты реле введенного блока "Выпрямитель-компа 11ратор.