Устройство для сигнализации и контроля исправности релейной защиты Советский патент 1991 года по МПК H01H69/01 

1

(61) 1457013 (21)4682716/07 (22) 15.02.89 (46)30.04.91. Бюл. № 16

(71)Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова

(72)Л. А. Лысцова и В. П. Федотов (53)621.316.925(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР N 1457013,кл. Н 01 Н 69/01,1987.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ И КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

(57)Изобретение относится к релейной защите и противоаварийной автоматике электротехнических установок. Цель изобретения заключается в пооышении надежности путем предотвращения действий релейной защиты в процессе ко (троля на отключение в результате невозврата в исходное состояние любой из ее ступеней после очередной проверки. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сигнализации и контроля исправности релейной защиты, дополнительно введены третий, четвертый и пятый элементы И, элемент задержки, второй RS-триггер и третий индикатор. 1 ил.

Изобретение относится к релейной защите и противоаварийной автоматике электротехнических установок и предназначено для сигнализации срабатывания и осуществления контроля исправности многоступенчатых устройств релейной защиты без выведения их из работы и без отключения защищаемого обьекта.

Цель изобретения - повышение надежности путем предотвращения действий релейной защиты в процессе контроля на отключение в результате невозврата в исходное состояние любой из ее ступеней после очередной проверки.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для сигнализации и контроля исправности релейной защиты содержит последовательно соединенные входной блок 1, измерительно-логические 2 и выходной 3 блоки релейной защиты 4, причем релейная защита 4 состоит из п измерительно-логических блоков 21, 22, ... 2П по числу ее ступеней, механизм переключения коммутационного аппарата 5, источник контрольного сигнала 6, ключ управления 7 с нейтральным положением с первым 8 и вторым 9 замыкающими контактами, п первых элементов И 10i, 102....10П, прямые входы которых через первый замыкающий контакт 8 ключа управления 7 соединены с источником контрольного сигнала 6, а выходы подключены к входам измерительно-логических блоков 2 соответствующих ступеней релейной защиты 4, п первых индикаторов 111,

112,... 11п, п RS-триггеров 12i, 12212П и п

вторых элементов И 13i. 132 13П, первые

входы каждого из которых соединены с выходами измерительно-логических блоков 2 соответствующих ступеней релейной защиты 4, а выходы связаны с S-входами соответствующих RS-триггеров 12, R-входы которых соединены с вторым замыкающим контактом 9 ключа управления 7, а выходы каждого из них подключены к входам соответствующих первых индикаторов 11 и к инверсным входам соответствующих первых элементов И 10,выходы всех первых элементов И 10 соединены с входами элемента ИЛИ 14, к вы(Л

С

О

N О О

о

00

ю

ходу которого подключен второй индикатор 15,третий 16.четвертый 17 и пятый 18 элементы И, элемент задержки 19, третий индикатор 20 и второй RS-триггер 21, выход которого соединен с входом инди кагора 20 и инверсным входом пятого элемента И 18, а S-вход через элемент задержки 19 подключен к выходу третьего элемента И 16, связанному первым входом с первым замыкающим контактом 8 ключа управления 7 с нейтральным положением, а вторым входом подключенному к выходу пятого элемента И 18, соединенному также с входом механизма перекпючения коммутационною аппарата 5 и объединенными между собой вторыми входами всех вторых элементов И 13. выход выходного блока 3 релейной защиты -1 связан с прямым входом пятого элемента И 18 и инверсным ихо/п,ом четверюго элемента 1/1 17, прямой вход ко- торого соединен со вторым замыкающим контактом 9 ключ, управления 7 с нейтральным положением, а выход подключен к R- входу второго RS-триггера 21.

Устройство работает следующим обра- зом.

Сигнал.несущий информацию о состоянии защищаемого объекта, формируется во входном блоке 1 при помощи, например измерительных трансформаторов тока и на- пряжения и с чги выходов оступает на входы релейной защиты 4. При отсутствии аварийной ситуации на защищаемом объекте нет сигналов на выходах измерительно- логических блоков 2 всех ступеней защити на входах и выходе ее выходного блока 3, на входах и выходе пятого элемента И 18, на входе механизма переключения коммутационного аппарата 5. D режиме работы устройства без контроля ключ управления 7 находится в нейтральном положении, замыкающие контакты его 8 и 9 разомкнуты, При этом сигналы на входах и выходах всех первых 10, вторых 13.третьего 16 и четвертого 17 элементов И, всех первых RS-триггеров 12, второго RS-триггсра 21, элемента ИЛИ 14, элемента задержки 19 отсутствуют, а псэ индикаторы 11. 15 и 20 выключены.

При контроле ИСПРЯРНОГЛИ замыкается первый контакт 8 кпюча управления 7. Сиг- нал от источника контрольного сигнала 6 поступает на прямые входы всех первых элементов И 10 и появляется на их выходах, так как на инверсных входах этих элементов сигналы отсутствуют,, С выходов первых элемейтов И 10 сигналы подаются на ссюг- ветствующие входы измерительно-логических блоков 2 релейной защиты 4 и через элемент ИЛИ 14 на вход второго индикатора 15. Второй индикатор 15 включается, а

релейная защита 4 начинает проверяться. Кроме того, сигнал поступает на первый вход третьего элемента И 16. Так как время срабатывания различных ступеней релейной защиты 4 возрастает с увеличением их номеров, то при исправном ее состоянии сигнал появляется вначале на выходе измерительно-логического блока 2i первой ступени защиты, откуда он подается на первый вход второго элемента И 13i и на первый вход выходного блока 3, появляется на его выходе и поступает на инверсный вход четвертого элемента И 17 и на прямой вход пятого элемента И 18. Ка инверсном входе последнего сигнал отсутствует, поэтому он появляемся на его выходе и подается на вторые входы всех вторых элементов И 13, на вход механизма переключения коммутационного аппарата 5 и на второй вход третьего элемента И 16, на первом входе которого сигнлл уже имеетсч Совпадение сигналов на обоих входах третьего элемента И 16 вызывает его срабатывание, в результате чего происходит запуск элемента задержки 19. Время срабатывания элемента задержки 19 принимается большим времени воз1 врата в исходное положение любой из ступеней релейной защиты 4 при ее исправном состоянии, но меньшим времени сраба- тызания механизма переключения коммутационного аппарата 5. Работает второй элемент И 13i, у которого сигналы имеются на обоих входах. С выхода элемента И 13i сигнал поступает на S-вход первого RS- триггера 12ч, который переключается, в результате чего сигнал с его выхода подается на инверсный вход первого элемента И 10i и на первый индикатор 111. Первый индикатор 111 включается, сигнализируя о сраба- 1ывании первой ступени релейной защиты 4 в результате проверки, а сигнал на выходе первого элемента И Ют и связанном с ним входе измерительно-логического блока 2i первой ступени защиты исчезает. При исправном состоянии первой ступени она возвращается в исходное состояние. Исчезают сигналы на выходе измерительно-логического блока 2i, на первом входе второго элемента И 13i, на первом входе и выходе выходного блока 3 релейной защиты 4, на прямом входе и выходе пятого элемента И 18, на втором входе третьего элемента И 16, на входе элемента задержки 19, который в этом случае не успевает сработать. Исчезают сигналы на вторых входах вторых элементов И 13, на S-входе первого PS-триггера 12, на входе механизма переключения коммутационного аппарата 5, а выключатель защищаемого объекта не успевает отключиться. Первый индикатор 111 остается включенным, сигнализируя о сраба тывании первой ступени релейной защиты 4 в результате проверки, второй индикатор 15 продолжает гореть, сигнализируя о продолжении режима контроля, а третий индикатор 20 в этом случае не включается.

После отсчета выдержки времени второй ступени защиты сигнал появляется на выходе ее измерительно-логического блока 22, с выхода которого поступает на первый вход второго элемента И 132, и, пройдя через выходной блок 3 и пятый элемент И 18, подается на механизм переключения коммутационного аппарата 5, на вторые входы всех вторых элементов И 13 и на второй вход третьего элемента И 16. Запускается элемент задержки 19, работает второй элемент И 132, переключается первый RS-триг- гер 122, включается первый индикатор 112, сигнализируя о срабатывании второй ступени релейной защиты 4, а сигнал с входа измерительно-логического блока 22 снимается в результате поступления сигнала с выхода первого RS-триггера 122 на инверсный вход первого элемента И 102. При исправном состоянии вторая ступень релейной защиты 4 возвращается в исходное положение, в результате чего исчезают сигналы на выходе ее измерительно-логического блока 22, на выходе выходного блока 3, на выходе пятого элемента И 18, на входе механизма переключения коммутационного аппарата 5. Элемент задержки 19 не успевает сработать, а выключатель защищаемого объекта отключится.

Аналогичным образом осуществляется проверка срабатывания в процессе контроля всех последующих ступеней релейной защиты 4 и возврат их в исходное положение. Если релейная защита 4 находится в исправном состоянии, то после проверки ее последней ступени второй индикатор 15 выключается, сигнализируя об окончании режима контроля, а все первые индикаторы остаются включенными, причем каждый из них сигнализирует о срабатывании конкретной ступени релейной защиты 4. Третий индикатор 20 в этом случае не включается.

Если какая-либо ступень релейной защиты 4 неисправна, в результате чего сигнал не появляется на выходе соответствующего измерительно-логического блока 2, то не сработает соответствующий второй элемент И 13, не переключится соответствующий первый RS- триггер 12 и не включится соответствующий первый индикатор 11, сигнализируя об отказе данной ступени релейной защиты 4. Второй индикатор 15 в этом случае после окончания режима контроля останется во

включенном состоянии, сигнализируя о том, что сигнал на вход неисправной ступени защиты подается. При возврате всех сработавших в результате контроля ступеней релейной защиты 4 в исходное положение с заданным временем, элемент задержки 19 не успевает срабатывать, не работает второй RS-триггер 21 и не включается третий индикатор 20.

0 Если в результате возникших неисправностей в элементах схемы какая-либо ступень релейной защиты 4 не вернется в исходное состояние (или время ее возврата увеличится) после снятия сигнала с входа ее

5 измерительно-логического блока 2, то сигнал остается на выходе пятого элемента И 18 в течение времени большего, чем время срабатывания элемента задержки 19. Поэтому элемент задержки 19 срабатывает.

0 Сигнал с его выхода поступает на S-вход второго RS-триггера 21, который переключается, подавая сигналы на инверсный вход пятого элемента И 18 и на вход третьего индикатора 20. Исчезают сигналы на выходе

5 пятого элемента И 18, на входе механизма переключения коммутационного аппарата 5, на втором входе третьего элемента И 16 и на всех вторых входах элементов И 13, элемент задержки возвращается в исходное

0 положение, выключатель защищаемого объекта не успевает отключиться, а третий индикатор 20 включиться, сигнализируя о невозврате в исходное состояние данной ступени релейной защиты 4 после оконча5 ния режима ее проверки.

В результате подачи сигнала с выхода второго RS-триггера 21 на инверсный вход пятого элемента И 18 сигнал на его выходе будет отсутствовать независимо от наличия

0 или отсутствия сигнала на прямом входе этого элемента , цепь питания механизма переключения коммутационного аппарата 5 окажется заблокированной,сигнализация о срабатывании остальных ступеней релей5 ной защиты 4 в результате проверки производиться не будет, так как на вторых входах всех вторых элементов И 13 сигналы в этом случае не появятся. Поэтому после включения третьего индикатора 20 необходимо пе0 ревести в нейтральное положение ключ управления 7, т.е. закончить режим проверки, сняв сигналы с входов измерительно-логических блоков 2 релейной защиты 4 и выключив второй индикатор 15.

5 Таким образом, по состоянию первых 11, второго 15 и третьего 20 индикаторов фиксируется исход проверки и определяется состояние релейной защиты 4. Длительное загорание всех первых индикаторов 11. кратковременное включение на время проверки второго индикатора 15 и не включенное состояние третьего индикатора 20 свидетельствуют о срабатывании всех ступеней релейной защиты 4 в процессе контроля и успешном возврате их в исходное положение. Длительное включение второго индикатора 15, отключенное состояние третьего индикатора 20 и незагорание какого-либо из первых индикаторов 11 сигнализирует о не срабатывании соответствующей ступени релейной защиты 4 в процессе проверки и об успешном возврате в исходное положение после его окончании всех сработавших ступеней. И, наконец, включенное состояние третьего индикатора 20 свидетельствует о том, что та ступень релейной защиты 4, которая последней сработала в процессе проверки (о чем свидетельствует включенное состояние соответствующего первого индикатора 11), не вернулась в исходное положение после его окончания или время ее возврата превысило допустимое.

Для сниятия сигналов о срабатывании релейной защиты 4 после окончания режима контроля необходимо кратковременно замкнуть второй контакт 9 ключа управления 7. При этом от источника контрольного сигнала 6 поступает сигнал на R-входы всех первых RS-триггеров 12. Последние переключаются в исходное состояние, сигналы на их выходах исчезают и первые индикаторы 11 выключаются.

Аналогичным образом осуществляется снятие сигнала о невозврате какой-либо ступени релейной защиты 4 в исходное состояние после срабатывания ее в процессе проверки. Сигнал от источника контрольного сигнала 6 через второй замыкающий контакт 9 ключа управления 7 подается на прямой вход четвертого элемента И 17. Появление сигнала на выходе последнего зависит от того, имеется или отсутствует в данный момент сигнал на его инверсном входе, связанном с выходом выходного блока 3 релейной защиты 4. Если какая-либо ступень защиты не вернулась в исходное состояние, то сигнал остается на выходе ее выходного блока 3 и, следовательно, на инверсном входе четвертого элемента И 17. В этом случае появление сигнала на выходе четвертого элемента И 17, переключение второго RS-триггера 21 в исходное состояние и выключение третьего индикатора 20 не произойдет.

Третий индикатор 20 остается включенным, а цепь питания механизма переключения коммутационного аппарата 5 будет заблокирована до тех пор, пока не исчезнет сигнал на выходе релейной защиты А, т.е. пока не будет устранена неисправность в

цепи ее невернувшейся ступени. Если включение третьего индикатора 20 вызвано увеличением времени возврата какой-либо ступени релейной защиты 4 и к моменту

замыкания второго контакта 9 ключа управления 7 она вернулась в исходное состояние, в результате чего сигнал на выходе релейной защиты 4 исчез, то появляется сигнал на выходе четвертого элемента И 17 и

0 на R-входе второго RS-триггера 21. Последний переключается в исходное состояние, сигнал на его выходе исчезает, третий индикатор 20 выключается, а защита вводится в работу в результате снятия сигнала с инвер5 сного входа пятого элемента И 18.

При действии релейной защиты 4 в результате короткого замыкания сигнал с выхода измерительно-логического блока 2 ее сработавшей ступени поступает через вы0 ходной блок 3 и пятый элемент И 18 на механизм переключения коммутационного аппарата 5, вызывая отключение выключателя, на второй вход третьего элемента И 16. на все вторые входы вторых элементов И 13

5 и на первый вход одного из них, соответствующего номеру сработавшей ступени защиты, вызывая его срабатывание. С выхода этого элемента сигнал поступает на S-вход соответствующего первого RS-триггера 12,

0 который перебрасывается, вызывая включение одного из первых индикаторов 11. Включенный индикатор 11 сигнализируете срабатывании релейной защиты 4 по цепи соответствующей ступени. Третий элемент

5 И 16 в этом случае не работает, так как на первом его входе, связанном с первым замыкающим контактом 8 ключа управления 7, сигнал отсутствует ввиду разомкнутого состояния последнего. Не ргдотают эле0 мент задержки 19, второй RS-триггер 21 и третий индикатор 20. Для снятия сигнала о срабатывании релейной защиты 4 в результате короткого замыкания необходимо кратковременно замкнуть второй замыкающий

5 контакт 9 ключа управления 7.

Данное устройство повышает надежность функционирования многоступенчатых релейных защит за счет предотвращения действий на отключение в

0 случае невозврата в исходное состояние или при увеличении времени возврата после окончания режима проверки в результате возникновения неисправностей в элементах схемы какой-либо из ступеней. Сохране5 ние в работе защищаемого элемента повышает в данном случае надежность электроснабжения потребителей. Формула изобретения Устройство для сигнализации и контроля исправности релейной защиты по авт. св.

№ 1457013, отличающееся тем. что. с целью повышения надежности путем пред отвращения действия релейной защиты в процессе контроля на отключение в результате невозврата в исходное состояние любой из ее ступеней после очередной проверки, в него дополнительно введены элемент задержки, третий, четвертый и пя- тыйт элементы И, третий индикатор и второй RS-триггер, выход которого соединен с входом третьего индикатора и инверсным входом пятого элемента И, а S-вход через элемент задержки подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого

соединен с первым замыкающим контактом ключа управления с нейтральным положением, а второй вход подключен к выходу пятого элемента И, выходная клемма выходного блока через прямой вход пятого элемента И подключена к входной клемме механизма переключения коммутационного аппарата, выходная клемма выходного блока также предназначена для соединения с инверсным входом четвертого элемента И, прямой вход которого соединен со вторым замыкающим контактом ключа управления с нейтральным положением, а выход подключен к R-входу второго RS-триггера.