Устройство для защитного отключения в сети переменного тока Советский патент 1986 года по МПК H02H3/08 H02H3/40 

1Ч

на его инверсном входе. Это вызовет появление сигнала на выходе данного элемента И 27, который через четвертый элемент ИЛИ 22 подается на вход органа 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке. Так, если вторая ступень защиты сработает раньше первой, то на втором прямом входе первого элемента И 27 сигнал появится раньше, чем на его инверсном- входе и он срабатывает. Если третья ступень сработает раньще второй, то по тем же причинам сработает второй элемент И 27 и т.д. При этом работает орган 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке. Если же в схеме формирующего блока 4 имеются неисправности, приводящие к отказу в работе какой-либо одной или нескольких ступеней защиты сразу, то сигнал на выходах органов сигнализации 7 об их срабатывании не появится, следовательно, пе будет сигналов на

связанных с ними входах второго элемента И 11 ина- его выходе. По истечении времени, большего времени работы последней ступени защиты.,сигнал появится на вьтходе третьего элемента задержки 18 и через четвертый элемент ИЛИ 22 поступит на вход органа 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке, а через третий элемент ИЛИ 24 - на вход триггера 19. Срабатывает орган 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке, а защита возвращается в исходное состояни и вводится в работу своими исправными ступенями. Таким образом, при самопроверках релейной защиты выявляются не только неисправности, которые вызывают отказы в срабатьшании отдельных ступеней, но и неисправности, .приводящие к нарущениго последовательности их работы в результате изменения временных параметров . 1 ил,

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к релейной защите электрических систем, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1112467. Цель изобретения - повьш1ение надежности работы и удобства эксплуатации релейной защиты. Если в результате неисправностей элементов задержки 6 второй, третьей или любой из оставшихся ступеней защиты нарушится последовательность их работы и какая-либо последующай ступень сработает раньше предыдущих,то сигнал на втором прямом входе элемента И 27 с номером, на единицу меньшим номера неселективно сработавшей ступени, появится раньше, чем о (Л с

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к релейной защите электрических систем и является .усовершенствованием устройства по авт.ев, № 1112467.

Цель изобретения - повьщхение надежности работы и удобства эксплуатации релейной защиты.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для заш 1тного отключения в сети переменного тока содержит измерительный блок 1, включающий пусковые токовые органы 2, количество которых равно числу ступеней устройства, и орган 3 направления мощности,формирующий блок 4, содержащий в каждой из ступеней элементы И 5,. органы 6 временных задержек, органы 7 сигнализации, о работе соответствующих ступеней, а также первый элемент ИЛИ 8, исполнительный орган 9, выполненный на элементе ЗАПРЕТ, первый.и второй элементы И 10 И; 11 , элементы НЕ-12,. орган 13 сигнализации о срабатывании защиты,орган 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке, моностабильный элемент 15, первый, второй и третий элементы 16-18 задержки, RS-триггер 19, второй, третий, четвертый и пятый элементы 11ПИ 20-23, разделительные диоды 24, счетчик 25 регистрации числа самопроверок защиты, орган 26 сигнализации о неисправностях в измерительном блоке и элементы И 27 с двумя прямыми и одним инверсным входами каждый, количество которых на единицу меньше числа ступеней защиты.

Устройство работает следующим образом.

При включенном состоянии выключателя защищаемого объекта, отсутствии на нем аварийной ситуации и исправном состоянии измерительного блока 1 сигналы на выходах последнего

отсутствуют (исключение составляет выход органа 3 направления мощности, реагирующего на полную мощность, так как внормальном режиме этот элемент может находиться в сработанном

состоянии). Нет сигналов на S-входе и выходе триггера 19, на входе и выходе второго элемента 17 задержки, на входах и выходах всех разделительиых диодов 24, на входах (исключение могут представлять вторые входы элементов И 5 формирующего бло ка, связанные с выходом органа направления мощности) и выходе формирующего блока 4, на входе и выходе моностабильного элемента 15, на прямом входе исполнительного органа 9, нет сигналов на всех входах второго элемента И I1 и на его выходе, на входе и выходе третьего элемента 18 задержки, на всех входах третьего элемента ИЛИ 21 и его выходе, связан ном с R-входом триггера 19. Отсутствуют сигналы на всех входах пятого элемента ИЛИ 23, на его выходе и входах первого элемента 16 задержки и элемента НЕ 12,На выходе первого элемента 16 задержки сигнала нет а на вьпсоде элемента НЕ 12 и первом входе первого элемента И 10 сигналы есть, но на втором входе и выходе первого элементу И IО сигналы отсутствуют, нет сигналов на прямых и инверсном входах всех элементов И 27 и на их выходах, на всех входах и выходе четвертого элемента ИЛИ 22, на обеих входах и выходе второго эле мента ИЛИ 20. и инверсном входе исполнительного органа 9. Не работают орган 13 сигнализации о срабатывании защиты, орган 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке, орган 26 сигнализации о неисправностях в измерительном блоке и счетчик 25 регистрации числа самопроверок защиты. Если в этом режиме в схеме формирующего блока 4 возникает неисправность, вызывающая появление сигнала на его выходе, то появляется сигнал на втором входе и выходе первого элемента И 10, на первом входе и выходе четвертого элемента ИЛИ 20 и связанном с ним инверсном входе исполнительного органа 9, на первом входе и выходе четвертого элемента ИЛИ 22 и связанном с ним органе сигнализаций о неисправностях в формирующем блоке 14, на входе и выходе моностабильного элемента 15 и сеязаныом с ним прямом входе исполнительного органа 9. Защита не работает на отключение, так как сигнал на выходе исполнительного органа 9 9 сутствует, а подается сигнал о неисправности в формирующем блоке. Второ элемент И 11 в этом режиме работает так как сигналы поступают только на два его входа, связанные с выходом моностабильного элемента 15 и с выходом органа сигнализации неисправной ступени формирующего блока 4. Лри возникновении в этом случае внешнего короткого замыкания, вызывающего срабатывание некоторьпс пусковых токовых органов измерительного блока 1, сигнал с инверсного входа исполнительного органа 9 .снимается, так как появляются сигналы на входах пятого элемента ИЛИ 23, связанных с выходами сработавших пусковых органов , на его выходе и входе элемента НЕ 12, исчезает сигнал на выходе последнего и связанном с ним входе первого элемента И 10, на выходе . этого элемента, на первом входе и выходе второго элемента ИЛИ 20. Но защита не действует на отключение выключателя, так как не будет сигнала и на прямом входе исполнительного органа 9, который исчезает о выхода моностабильного элемента 15 через время, достаточное для действия защиты на отключение, после подачи его на вход этого элемента. Первый элемент 16 задержки не успевает сработать, и сигнал о неисправности в измерительном блоке не появляется, так как время задержки на нем больше времени действия резервных зашит смежных элементов. При внешнем коротком замыкании, когда ликвидация повреждения происходит защитами поврежденного элемента, кратковременно срабатьшают пусковые токовые реле измерительного блока 1, реагирующие на внешние замыкания. Сигнал с выхода наиболее чувствительного пускового токового органа 2 последней ступени защиты подается на S-вход триггера 19, ас его выхода - на вход втор(о элемента 17 задержки. После отключения внешнего короткого замыкания, сигнал с S-входа триггера 19 снимается, но на его прямом выходе он запоминается до момента поступления сигнала на R-вход. Через время, большее времени надежного отклонения устойчивого внешнего короткого замыкания резервными защитами при неуспешном АПВ, появляется сигнал на выходе второго элемента 17 задержки и подается на вход третьего элемента 18 задержки, на первые прямые входы всех элементов И 27, через второй вход второго элемента ИЛИ 20 - на инверсный вход 5 исполнительного органа 9 и через ра делительные диоды 24 на все входы элементов И 5 формирующего блока 4, При исправном состоянии формирующего блока 4 сигналы появляются на выходах органов 7 сигнализации о ср батывании первой, затей второй и та далее до последней ступени, поступа ют на входы первого элемента ШИ 8 формирующего блока и с его выхода через моностабильный элемент 15 при ходят на прямой вход исполнительного органа 9, Но исполнительный орга не работает, так как имеется сигнал и на его инверсном входе. С выхода моностабильного элемента 15 и с вых дов органов сигнализации о срабатывании отдельных ступеней 7 формирующего блока А сигналы поступают на все входы второго элемента И 11, с выхода которого подается сигнал на вход счетчика 25, регистрирующего число самопроверок защиты, и через третий элемент ИЛИ 21 - на R-вход триггера 19. Срабатывает счетчик, исчезает сигнал на вьпсоде RS-триггера 19, на входе и выходе второго элемента 17 задержки, на всех входах элементов И 5 формирующего бл ка 4 и на его выходе,, на входе и вьпсоде моностабильного элемента 15, на прямом входе исполнительного органа 9, иа входе третьего элемента 18 задержки, на входе и выходе вто рого элемента ШЖ 20, на прямом и . инверсном входах исполнительного ор гана 9, на входах и выходе второго элемента И, 11, на входе и Е1ыходе третьего элемента 1-ШИ 21 , на входе счетчика 25 и R-входе триггера 19. Bauij-iTa вoзвpaл aeтcя в исходное состояние и вводится Б работе. Первый 16 и третий элемент 18 задержки в этом случае не работают, так как время их действия больше времени ра боты последней ступени защиты. Не появляются сигналы и на выходах все элементов И 27, так как при последовательном срабатывании всех ступеней защиты сигналы с выходов их органов 7 сигнализации подаются на инверсные входы всех элементов И 27 сигнал на инверсном входе каждого из них появляется раньше, .чем на втором прямом входе. Так, например, после срабатывания первой ступени сигнал с выхода ее органа 7 сигнализации пос.тупает на инверс 1ШЙ вход первого элемента И 27,по20сле срабатывания второй ступени на инверсный вход второго элемента К 27 н второй прямой входпервого элемента И 27 и т.д. После срабатывания последней ступени защиты сигнал с выхода ее органа 7 сигнализации подается ка второй прямой вход последнего элемента И 27, на инверсный вход которого ранее поступил сигнал с выхода органа сигнализации предпоследней ступени. Если в указанном релдаме в схеме юрмирующего блока 4 имеются неисправности, приводящие к отказу в работе какой-либо одной или нескольких ступеней защиты сразу, то сигнал на выходах органов 7 сигнализации об их срабатывании не появляется, следовательно, не будет сигналов на связанных с ними зходах второго элемента И 11 и на его выходе. По истечению времени, болыиего времени работы последней ступени защиты, .сигнал появляется на выходе третьего элемента 18 задержки и через четвертый элемент ИЛИ 22 поступает на вход органа сигнализации о неисправностях в формиру1ос(ем блоке 14, а через третий элемент ИЛИ 24 - на R-вход триггера 19. Срабатьшает орган сигнализации о неисправностях в формируюа ем блоке 14, а защита возвращается в исходное состояние и вводится в работу своими исправными ступенями. .Если в результате неисправностей элементов 6 задеряски . второй, третьей или любой из оставшихся ступеней-защиты наруп1ается последовательность их работы и кшсая-либо последующая ступень срабатывает раньще предыдущих, то сигнал па втором прямом входе элемента И 27 с номером, на единицу меньшим номера неселективно сработавшей ступени, появляется раньше, чем на его инверсном входе. Это вызьшает появле1те сигнала на выходе данного элемента И 27, который через четвертый элемент ИЖ 22 подается на вход органа 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке. Так, папример, если вторая ступень защиты срабатывает раньше первой, то на втором прямом входе первого элемента И 27 сигнал появляется раньше, чем на его инверсном входе, и он Срабатьшает. Если третья ступень срабатывает раньше второй, то

по тем же причинам срабатывает второй элемент И 27 и т.д. При этом работает орган 4 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке. Таким образом, при самопроверках релейной защиты выявляются не только неисправности, которые вызывают отказы в срабатывании отдельных ступеней, но и неисправности, приводящие к нарушению последовательности их работы в результате измене шя временных параметров..

Если в нормальном режиме работы защищаемого объекта появляется неисправность в измерительном блоке I, вызывающая появление сигнала на выходе одного из токовых пусковых органов 2, то сигнал через пятый элемент ИЛИ 23 поступал на вход первого элемента 16 задержки, а с его выхода после истечения времени, больщего времени действия последней ступени защиты - на вход органа сигнализации о неисправностях в измерительном блЪке 26 и через третий элемент ИЛИ 21на R-вход триггера 19, Срабатывает орган сигнализации о неисправностях в измерительном блоке 26, а режимы самопроверки запшты запрещаются. Поэтому в случае возникновения указанной неисправности в пусковом органе 2 последней ступени зап1иты самопроверка ее производиться не будет

Аналогично действует устройство при невозврате пусковых токовых органов в исходное состояние после действия защиты на отключение.

При коротких замыканиях в зоне работы защиты и действия ее на отключение в качестве основной или резервной наиболее чувствительный пусковой токовый орган 2 последней ступени также срабатывает, и,., сигнал с его. выхода подается на S-вход триггера 19, запоминаясь на его выходе. Однако при действии защиты на отключение по цепи любой из ступеней появляются сигналы на выходе формирующего блока 4, и через моностабильный элемент 15 сигнал подается на вход исполнительного органа 9, на инверсном входе которого сигнал в данном случае отсутствует, так как в результате срабатывания пусковых токовых органов измерительного блока I сигналы с их выходов через пятый элемент ИЛИ 23 подаются элемента НЕ 12, на выходе которого и связанном с ним

входе первого элемента И 10 сигнал исчезает. На втором входе первого элемента И 10, связанном с выходом моно.стабильного элемента 15, сигнал

появляется, но на выходе первого эле-. мента И 10, на входах и выходе второго элемента ИЛИ 20 и инверсном входе исполнительного органа 9- сиг|налов не будет. Сигнал с выхода исполнительного органа 9 подается на вход выключателя, вход органа 13 сигнализации о срабатьшании защиты и через третий элемент ИЛИ 21 - на R-вход триггера 19. Происходит от, ключение вьжлючателя, появляется сигнал о срабатывании защиты, и исчезает сигнал с выхода.Н-триггера 19, Второй элемент. 17 задержки в этом случае не успевает сработать. Так как отключение короткого замыкания происходит по цепи одной из ступеней, сработавшей первой, TQ второй элемент И 11 и счетчик 25 не работают. На выходах элементов И 27 сигналы в этом случае не появляются, так как они отсутствуют на их первых прямых входах, связанных с выхрдом второго элемента 17 задержки, хо.тя на втором прямом входе какого-либо из элементов И 27 сигнал может по- .

явиться при отсутствии его на шшерс- ном входе. Так, например, при действии защиты на отключение по цепи второй ступени сигнал с выхода ее органа сигнализации поступает на вто5 рой прямой вход первого элемента И 27, на инверсном входе которого сигнала нет, но так как отсутствует сигнал и на первом прямом входе этого элемента, то он не работает.

0 Также работает устройство и при внешних коротких замыканиях, когда заимты поврежденного элемента отказывают в действии, и ликвидация повреждения происходит резервными сту5 пенями данной зашиты.

Таким образом, при замыкании на защищаемом элементе, а также при внешних коротких замьжаниях, сопровождающихся отказом в действии защит по0 врежденного элемента, устройство действует на отключение . выключателя и на сигнал.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность

5 работы релейных защит благодаря своевременному обнаружению неисправностей в их схемах, приводящих к нарушению последовательности действия

9

отдельных ступеней за счет изменения временных параметров элементов задержки и могущих вызвать неселективное действие зашиты на отключение неповрежденного элемента при внешних коротких замыканиях. Повышается также и удобство эксплуатации такой защиты, так как расширяются возможности ее автоматического контроля.

Формула изобретения

Устройство Для защитного отключения в сети переменного тока по авт.св, № 1112467, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности работы и удобства эксплуатации, дополнительно введены логические элементы И с двумя пря7562010

мыми и одним инверсным входами каждый, количествокоторых на единицу меньше числа ступеней защиты, а число входов четвертого элемента ИЛИ с увеличено на количество вновь введенных элементов И, причем выход каждого из них подключен к одному из вновь введенных входов четвертого элемента ИЛИ, инверсные входы соединены 0 с вьпсодами органов сигнализации ступеней защиты, имеющих те же порядковые номера, что и вновь введенные элементы И, вторые прямые входы соединены с выходами органов сигнализаJC ции ступеней с номерами на единицу большими, а первые прямые входы всех вновь введенных элементов И подключены к выходу второго элемента задержки.