Устройство для контроля исправности релейной защиты Советский патент 1985 года по МПК G01R31/28 H01H69/00 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля исправности узлов, блоков, модулей, кассет и агепей релейной защиты, выполненных на активных полупроводниковых элементах, т. е. с применением транзисторов, усилителей, логических схем в микросхемном исполнении и т. д., сигналы на контрольных точках которых в режиме дежурства защиты являются неизменными по величине напряжениями постоянного тока, а при повреждениях защиты выходят за пределы пороговых значений. Известно устройство для контроля исправности релейной защиты, предназначенное для контроля исправности таких блоков, модулей, узлов, и цепей релейной защиты, сигналы на контрольных точках которых являются в режиме дежурства защиты неизменными по величине напряжениями постоянного тока, содержащее блок формирования тестовых сигналов, блок задержки, двустабильный триггерный элемент, входные сумматоры, блоки выпрямитель-компаратор, блоки индикации и блоки настройки по количеству контролируемых сменных модулей защиты, блок проверки, блок запуска проверки, блок коммутации и логический блок ИЛИ, причем основные входы входных сумматоров присоединены к входным зажимам для подключения соответствующих контролируемых блоков защить1, первый дополнительный вход каждого входного сумматора соединен с входом соответствующего блока настройки, а вторые дополнительные входы входных сумматоров соединены с выходом блока проверки, выходы входных сумматоров через соответствующие цепочки из послеДовательно включенных блоков выпрямителькомпаратор и блоков индикации соединены с входами блока задержки, выходы блока формирования тестовых сигналов соединены с основными входами блока коммутации, запускающий вход блока коммутации соединен с выходом блока запуска проверки, основные выходы блока коммутации соединены с входными зажимами для подключения соответствующих контролируемых блоков защиты, компенсирующие выходы блока коммутации соединены с компенсирующими входами соответствующих входных сумматоров, входы логического блока ИЛИ соединены с выходами блоков индикации, а его выход через двустабильный триггерный элемент соединен с запрещающим входом коммутации 1. Недостатком указанного устройства для контроля исправности релейной защиты является его довольно высокая сложность, которая приводит к высокой стоимости, относительно больщим габаритам и сравнительно частой повреждаемости самого узла контроля исправности. Кроме того, он может Не почувствовать опасного ухода параметров элементов, если этот уход параметров приводит к изменению напряжения на соответствующих контрольных точках в разные стороны. Могут остаться невыявленными также катастрофические отказы элементов, если напряжения на контрольных точках при этом изменяются незначительно или их изменения компенсируют друг друга. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля исправности релейной защиты, предназначенное для контроля исправности таких блоков, модулей, узлов и цепей релейной защиты, сигнйлы на контрольных точках которых являются в режиме дежурства защиты неизменными по величине напряжениями постоянного тока, содержащее входные сумматоры, входы которых служат входами устройства, элемент проверки, два логических элемента ИЛИ, элемент выдержки времени, выход которого служит выходом устройства, блок избирательной индикации и элемент выпрямитель-компаратор, причем входы блока избирательной индикации и обоих логических элементов ИЛИ присоединены к выходам входных сумматоров, к выходам логических элементов ИЛИ присоединены входы элемента выпрямитель-компаратор, к выходу которого присоединен вход элемента выдержки времени 2. Однако известное устройство может оказаться нечувствительным к опасному уходу параметров элементов, если этот уход параметров приводит к изменению напряжения на соответствующих контрольных точках в разные стороны. Могут остаться невыявленными также катастрофические отказы элементов, если напряжения на контрольных. точках при этом изменяются незначительно и их изменения компенсируют друг друга. Трудно точно согласовать между собой пороги срабатывания элемента выпрямитель-компаратор и блока избирательной индикации, что в некоторых случаях может привести к рассогласованной сигнализации срабатывания этих блоков и связанным с этим затруднением в выборе рещения обслуживающим персоналом. Затруднен независимый выбор по различным входам своей границы допустимого изменения параметров, эта граница может изменяться при разных сочетаниях изменений контрольных сигналов. Все это снижает достоверность контроля. Целью изобретения является повыщение достоверности контроля путем контроля каждого входного сигнала отдельно. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля исправности релейной защиты, содержащее блоки входных резисторов, входы которых служат входами устройства, элемент проверки и блок выдержки времени, выход которого служит выходом устройства, введены по числу .контролируемых кассет защиты резисторные блоки настроек, диодные мосты, Двухвходовые компараторы и блоки индикации, причем входы резисторных блоков настроек присоединены к выходам соответствующих блоков входных резисторов, к выходам резисторных блоков настроек присоединены основные входы соответствующих диодных мостов, дополнительные входы которых соединены с выходом элемента проверки, к выходам диодных мостов присоединены входы двухвходовых компараторов, а вход блока выдержки времени - к выходам соответствующих двухвходовых компараторов через блоки индикации. На чертеже приведена структурнопринципиальная схема устройства для контроля исправности релейной защиты. Устройство для контроля исправности релейной защиты содержит блоки 1 входных резисторов, число которых равно числу контролируемых кассет и входы которых служат входами устройства. Блоки 1 входных резисторов предназначены для разделения цепей контролируемой защиты и цепей устройства контроля, а также для пропорционального преобразования поступающих на входы устройства контрольных сигналов. К выходам блоков 1 подключены входы блоков 2 настроек, число которых равно числу блоков 1. Блоки 2 настроек предназначены для настройки предлагаемого устройства. К выходам блоков 2 настроек присоединены основные входы диодных мостов 3, предназначенных для создания порогов 3 нечувствительности предлагаемого устройства и разделения поступающих на них сигналов по знаку. К выходам диодных мостов 3 присоедийены входы соответствующих двухвходовых компараторов 4, число которых, как и число предыдущих блоков, равно количеству контролируемых кассет защиты. Двухвходовые компараторы 4 предназначены для формирования выходного сигнала, равного единице, при превыщении хотя бы 4 одним из сигналов, поступающих на его входы, соответствующего порогового значения. К выходам двухвходовых компараторов 4 присоединены, входы соответствующих блоков 5 индикации, предназначенных для сигнализации сработавщего состояния 5 включенных перед ними двухвходовых компараторов 4. Выходы блоков 5 индикации; соответствующих всем контролируемым кассетам защиты, соединены со входами блока 6 выдержки времени, предназначенного для задержки поступающего на него сигнала на время, например, равное 10-15 с. Выход блока 6 выдержки времени служит выходом предлагаемого устройства. Выход элемента 7 проверки соединен с дополнительными входами всех диодных мостов 3. Элемент 7 проверки предназначен для контроля исправности предлагаемого устройства. Блок 1 входных резисторов содержит включенные между соответствующими входами и выходами цепочки из двух соединенных последовательно высокоомных резисторов 8, предназначенных для надежного разделения цепей контролируемого реле и устройства контроля. Кроме того, резисторы 8 предназначены для обеспечения необходимого преобразования контрольных сигналов в величины, удобные для работы устройства контроля. Блок 2 настроек содержит резисторы 9 и 10, предназначенные для балансировки на нуль выходных сигналов блока 2 в режиме дежурства исправной и правильно настроенной контролируемой защиты. Резисторы и, входящие в состав блока 2, предназначены для регулировки величин граничных значений допустимых отклонений контрольных сигналов от нормальных значений, т. е. зоны нечувствительности устройства контроля. Диодный мост 3 выполнен по обычной, стандартной схеме. Количество диодов в разных плечах моста может быть принято различным в зависимости от необходимого уровня граничного значения допустимого отклонения соответствующей полярности. При необходимости сделать зону нечувствительности предлагаемого устройства контроля различной для отклонении разного знака, в соответствующих цепях принимается разное число последовательно включенных диодов - от одного и более. Двухвходовой компаратор 4 содержит усилитель 12 в микросхемном исполнении, в цепи отрицательной обратной связи которого включен симметричный ст-абилитрон 13, предназначенный для защиты усилителя 12 при больщих сигналах на входах. Резисторы 14. и 15 предназначены для регулировки порога срабатывания компаратора, резистор 16 - для обеспечения нормального режима работы компаратора. Цепочка из резистора 17 и диода 18 предназначена для шунтирования цепи положительного сигнала на выходе компаратора и обеспецения прохождения на выход компаратора только отрицательного сигнала. Блок 5 индикации содержит емкость 19, сглаживающую сигнал на базе транзистора 20, предназначенного для работы в режиме ключа. Резистор 21 предназначен для ограничения тока в цепи коллектора транзистора 20, а цепочка из резистора 22 и светодиода 23 - для сигнализации еработавшегося состояния ключа на транзисторе 20. Блок б выдержки времени содержит малогабаритное реле 24 с герметизированными контактами, предназначенное для разделения цепей блока 5, и элементы 25 выдержки времени. Последние выполнены по стандартной схеме реле времени и предназначены для задержки поступающего сигнала на время, равное, например, 10-15 с. Диод 26, включенный параллельно обмотке реле 24, предназначен для защиты транзистора 20 при его закрывании от перенапряжении, которые могут возникнуть на обмотке 24. Элемент 7 проверки содержит кнопку 27 и последовательно с ней включенный резистор 28. Эти элементы предназначены для проверки исправности устройства контроля. Устройство для постоянного контроля исправности релейной защиты работает следующим образом. Как и другие аналогичные устройства для постоянного контроля исправности релейной защиты, оно реагирует на отклонение сигналов, на контрольных точках за пределы пороговых значений. Контрольные сигналы (сигналы на контрольных точках защиты; например на выходах микросхем, транзисторов и т.д.) В режиме дежурства защиты являются неизменными по величине напряжениями постоянного тока. При настройке предлагаемого устройства контроля имитируют режим дежурства защиты для чего обычно достаточно подать на контролируемую кассету питания от источника питающего напряжения, и, перемещая движки резисторов 9, добиваются того, чтобы напряжения на соответствующих выходах блоков 2 становились равными нулю. Движками резисторов 11 регулируют необходимую чувствительность предлагаемого устройства контроля по каждой входной цепи. В том случае, если достаточна грубая регулировка, переменные резисторы 11 могут быть заменены постоянными резисторами заранее подобранной величины. При необходимости более точной регулировки, от постороннего источника питания на соответствующий вход блока 1 (на остальные входы при этом выданы нормальные величины контрольных сигналов) выдают предельно допустимое значение соответствующего контрольного сигнала и, перемещая движок соответс-гвующего резистора 9, добиваются того, чтобы устройство контроля при этом сработало. Затем вновь выставляют на настроенном таким образом входе блока 1 нормальное значение контрольного сигнала и аналогично настраивают чувствительность по следующему входу и т. д. Величины предельно допустимых отклонений сигналов на контрольных точках определяются заранее по итогам испытаний контролируемой защиты. При этом определяется влияние параметров контролируемых сигналов на выходные характеристики защиты. Предельно допустимым считается такое отклонение контролируемого сигнала, при котором одна или несколько характеристик контролируемой защиты выходят за пределы, определяемые техническими условиями. Настройка компаратора построенного на усилителе 12, заключается в то.м, что на его неинвертирующем входе перемещением движка резистора 14 выставляется напряжение на 0,1-0,2В больще, чем необходиМО для того, чтобы усилитель перещел в устойчивое состояние, при котором на его выходе появляется предельное полбжительное напряжение. В случае необходимости это напряжение смещения можно увеличить примерно до 0,5-0,6В, хотя чувствительность всего устройства контроля при этом несколько снижается. При такой регулировке напряжение на выходе двухвходового компаратора 4 практически отсутствует, блок 5 индикации находится в несработавшем состоянии, светодиод 23 не светится, реле 24 в блоке 6 находится в несработавщем состоянии и сигнала на выходе предлагаемого устройства контроля нет. Для проверки исправности устройства контроля следует нажать кнопку 27 в блоке 7, при этом должны сработать двухвходовые компараторы 4, соответствующие всем контролируемы.м кассетам, загореться светодиоды 23 во всех блоках индикации и через 10-15с на щите управления должно высветиться табло «Неисправность цепей защиты, которое запитывается сигналом с выхода предлагаемого устройства конПосле этого устройство контроля и контролируемая защита могут быть введены в работу. В режиме дежурства контролируемой защиты при исправных и правильно настроенных контролируемых кассетах напряжения на входах блоков I близки к нормальным и на выходах блоков 2 сигналы отсутствуют. За счет температурных и других допустимых изменений параметров элементов как контролируемой защиты, так и предлагаемого устройства контроля в режиме дежурства контролируемой защиты на выходах блоков 2 могут появляться небольшие по величине напряжения, которые, однако, НС в состоянии открыть диоды моста 3 и перевести ко.мпаратор 4 в сработавшее состояние. В результате состояние последующих блоков не меняется. При повреждении контролируемой кассеты, при котором в достаточной степени изменяется хотя бы один из контрольных сигналов или при опасном изменении величинь хотя бы одного из контрольных сигналов за счет разрегулировки н изменения параметров элементов контролируемой защиты, сигнал на соответствующем выходе блока 2 увеличивается, так как первоначальная регулировка соответствующей цепи на нуль нарушается при новом значении контрольного сигнала. Если напряжение, появившееся на выходе блока 2, достаточно для того, чтобы открыть диоды соответствующего плеча и перевести ко.мпаратор 4 в сработавшее состояние, на выходе компаратора 4 появляется отрицательное напряжение, которое поступает на базу транзистора 20 И открывает его. Срабатывает реле 24 и начинает светиться светодиод 23. Контакты реле 24, замыкаясь, запускают элемент 25 выдержки времени, который по происществии 10-15 с выдает на щит управления сигнал «Неисправность цепей защиты. При необходимости контролируемая защита может этим же сигналом выводиться из действия. В зависимости от того, на каком входе блока 1 изменился контрольнЕяй сигнал и в какую сторону, порогу нечувствительности предлагаемого устройства контроля может быть установлен различным, так как он регулируется количеством диодов, включенных в соответствующее плечо, и резистором 11 этого плеча. В случае необходимости последовательно с диодами в плечи моста 3 могут быть включены также постоянные резисторы, обеспечивающие дополнительную регулировку несимметрии порога нечувствительности предлагаемого устройства по каждому входу. Значение допустимого отклонения сигнала по каждому вход) определяется по итогам анализа режимов работы контролируемой защиты таким образом, чтобы предлагаемое устройство контроля выдавало сигнал, например, при медленном изменении контрольного сигнала, связанном со старением элементов заблаговременно, еще до выхода контрольного сигнала за опасные пределы. После того, как на щите управления пойв ляется сигнал «Неисправность цепей защиты, бригада обслуживающего персонала по светяще.муся светодиоду 23 выявляет поврежденную кассету и заменяет ее целиком, вместе С имеющимися в ее составе блоками I-5. Посколь.ку нновь устакаЕ ливаемая кассета имеет R своем составе заблаговременно настроеч ;ое по ее пара.метрам устройство контрол (блоки 1--5), то дополнительной настройки после с; 1ень: кассеты обычно не требуется. Если гинредивщаяся кассета самой зашкть не .:ожет быть заменена без настройки реле, то заииггу на время настройки придется зыкестм ;;зработы. Устройство для контроля sicnpauiiOvT;, релейной защиты не пре .назначенп jtiH окализации неиспраяностн lUiyrpH поврежденной кассеты. Поиск неисправности и восстановления кассеты, если в этом возникает необходимость, следует вести другими методами. При коротких замыканиях или других переходных режимах (режимах тревоги) KOHTpcvibibic с.мгналы, поступающ.ие с контролируемой защиты на предлагаемое устройство коьтроля, могут существенно измениться и выйти за допусти.мые пре.аелы, но сигнал о неисправности защиты на щит управлен ;я выдан не будет, так как не успеет сработать б,яок 6 выдержки времени. отключения короткого замыкания схема возвращается в ис.чодное состояние. Устройство для постоянного контроля исправности релейной зап1иты обеспечивает более высокую, чем у прототипа, достоверность контроля. В предлагаемом устройстве для каждого контрольного сигнала, исходя из результатов анализа режимов работы контролируемой защиты, могут быть назначены свЛ; допустимые границы изменения причем эти границы в случае необходимости могут быть приняты несимметричным. относительно нормального значения рассматриваемого контрольного сигнала. Б прототипе допустимые границы определяются не только поведением и потребностями контролируемой защиты, но и разбаланса, возникающего отстройков при одновременном неопасном из.менен :и несколькьх контрольных сигналов в одну сторону. При болы1.ом колл честве контрольных сигналов, с::и :аемых с одной контролируемой кассеты, допустимы.е границы изменения сигна й, определяемые вторым условием, оказаться гораздо щире, чем определяемые самой контро.пнруемой защитой. Si чувствительность прототипа оказывается гораздо более низкой. В предлагаемом устройстве выход контролього сигнала за установленные границы эсдет к сигнализации неисправности защиты независимо от поведения остальных контрольг..ых сигналов. Повышение чувствительности предлагае.мого устройства л изменению коктрольны.ч сигнйлов позволяет значительно улучшить контроль 32 уходом параметров контрольных си-налов от нормального значения и Bbi;j.aTb сигнал о неисправности еще до того, хак зтот уход достигнет опасной ватичинь:. Это особенно важно применительно к 1:ерг :-ер ированкым узлам и блокам контролкр , емок защиты, отказ которых сразу же приводит к отказу защиты в функционирование, поскольку другие способы контроля .авности в данном случае оказываются 1;е:)ффекгивными; повысить достоверность коятрол« также и по отнощекию к катастрофическим отказам элементов, так как катастрофические отказы многих 910

элементов защиты могут приводить лишьсвоевременно выявляя и устраняя возник незначительному изменению параметровкаюише неисправности, существенно повыконтрольных сигналов, и прототипом несить эффективность функционирования

выявлялись, Кроме того, катастрофическимполупроводниковых реле и обеспечить поотказом часто предшествует уход парамет-ложительный экономический эффект от их

ров от нормального значения, что гораздоприменения. Таким образом, экономическая

луцще выявляется в предлагаемом устройст-эффективность от применения предлагаеве, чем в прототипе.мого устройства для контроля исправности

Внедрение предлагаемых устройстврелейной защиты зависит от вида контроликонтроля исправности и увеличение досто-руемой защиты, защищаемого объекта и верности контроля этих устройств позволяет, , окружающей его системы.

1149327

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ, содержащее блоки входнь1х резисторов, входы которых служат входами устройства, элемент проверки и блок выдержки времени, I к тнтро/HiHiif ВЫХОД которого служит выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля каждого входного сигнала отдельно, в него введены по числу контролируемых кассет защиты резисторные блоки настроек, диодные мосты, двухвходовые компараторы и блоки индикации, причем входы резисторных блоков настроек присоединены к выходам соответствующих блоков входных резисторов, к выходам резисторных блоков настроек присоединены основные входы соответствующих диодных мостов, дополнительные входь которых соединены с выходом элемента проверки, к выходам диодных мостов присоединены входы двухвходовых компараторов, а вход блока выдержки времени - к выходам соответствующих двухвходовых компараторов через блоки индикации. Ji На сигна/1 { - пит: 1и ff/io/(t flaSaf jf /QJi 3CrU t/f7Jtl)