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

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля исправности узлов, блоков, модулей, плат и цепей релейной защиты, выполненных на 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 представляют собой неизменные по величине напряжения постоянного тока.

Цель изобретения - увеличение надежности и полноты проверки исправности путем ее распространения на элементы с двумя и более устойчивыми состояниями в режиме дежурства

На чертеже приведена счема устройства контроля.

Устройство содержит входной сумматор 1, основные входы которого служат входами устройства и соединены с контрольными точками защиты. Входной сумматор 1 предназначен для суммирования поступающих на него сигналов с учетом присвоенных каждому из них весовых коэффициентов.

Вход блока 2 выявления разностей, предназначенного для формирования сигналов, пропорциональных разности поступающего на него сигнала и соответствующих опорных величин, соединен с выходом входного сумматора 1. Входы блоков 3-5 выпрямитель-компаратор, предназначенных

О О1

Јь

00 СО

сл

для формирования единичных выходных сигналов при превышении величинами соответствующих входных сигналов порогового значения, соединены с соответствующими выходами блока 2 выявления разностей. Количество блоков выпрямитель-компаратор равно числу устойчивых состояний, в которых может находиться контролируемый модуль защиты в режиме ее дежурства.

Входы элемента И 6 соединены с выходами соответствующих блоков выпрямитель-компаратор. Элемент И 6 предназначен для выполнения соответствующей логической операции.

Вход элемента 7 индикации, предназначенного для инДикации поступающего на него сигнала, соединен с выходом элемента И 6.

Перечисленные элементы и блоки относятся к одной контролируемой плате (одному сменному модулю) защиты. Их желательно располагать непосредственно на контролируемой плате защиты. Остальные элементы предлагаемого устройства являются общими для всего контролируемого устройства защиты.

Входы элемента ИЛИ 8, предназначенного для выполнения логической операции ИЛИ, соединены с выходами соответствующих элементов И 6. Вход элемента 9 выдержки времени, предназначенного для задержки поступающего на него сигнала на время, равное, например, 10-15 с, соединен с выходом элемента ИЛИ 8. Выход элемента 9 служит выходом сигнала о неисправности контролируемой защиты.

Выход элемента 10 проверки, предназначенного для проверки исправности предлагаемого устройства, соединен с дополнительным входом входного сумматора 1.

Входной сумматор 1 выполнен аналогично такому же блоку в прототипе и содержит усилитель 11 в микросхемном исполнении, инвертирующий вход которого через резисторы 12 соединен с основными входами 13 входного сумматора. Резистор 14 служит для отрицательной обратной связи, резисторы 15 и 16 - для настройки усилителя 11 на нуль в исходном режиме. Резистор 17, включенный через переключатель 18 между инвертирующим входом усилителя 11 и зажимом источника питания, предназначен для грубой компенсации входных сигналов сумматора 11.

Резистор 19, включенный между инвертирующим входом усилителя 11 и дополнительным входом 20 входного сумматора 1, предназначен для проверки исправности предлагаемого устройства.

Блок 2 выявления разностей может быть выполнен по различным принципиальным схемам. Например, блок 2 выявления разностей содержит переключатели 21 и 22, переключающие контакты которых соответственно через потенциометры 23 и 24 соединены с входом блока 2. Количество переключателей и потенциометров - на один меньше числа устойчивых состояний контролируемой схемы в режиме дежурства защиты. Оставшаяся пара контактов каждого переключателя соединена соответственно с положительным и отрицательным зажимами источника питания. Вход блока 2 соединен с его выходом 25, а остальными выходами служат движки потенциометров 23 и 24. Блок 3 выпрямитель-компаратор содер0 жит усилитель 26 в микросхемном исполнении, входы которого через диоды 27 и 28 соединены с входом блока 3. Резисторы 29 и 30, включенные между входами усилителя 26 и разноименными зажима5 ми источника питания, предназначены для создания порога срабатывания компаратора, а резисторы 31 и 32, включенные между входами усилителя 26 и общим проводом - для обеспечения нормальной работы компаратора. Балластный резистор 33 и диод

0 34 предназначены для шунтирования цепи сигнала отрицательной полярности на выходе блока 3.

Блоки 4 и 5 выполнены аналогично блоку 3.

Элемент И 6 может быть выполнен по

5 любой стандартной схеме, например, содержит два элемента И-НЕ 35 и 36. Входы элемента И-НЕ 35 служат входами элемента И 6. Объединенные входы элемента И-НЕ 36 соединены с выходом элемента И-НЕ

д 35, а выход элемента И-НЕ 36 служит выходом элемента И 6.

Элемент 7 индикации содержит включенную между его входом и общим проводом цепь из последовательно соединенных балластного резистора 37 и светодиода 38,

д предназначенного для индикации наличия сигнала на входе элемента 7.

Элемент ИЛИ 8 может быть выполнен по любой стандартной схеме, например, между его входами и выходом включены диоды 39, а между выходом и общим про0 водом - балластный резистор 40.

Элемент 9 выдержки времени может быть выполнен по любой стандартной схеме реле времени (электромеханического или электронного) с задержкой поступающего на него сигнала на время, равное, напри5 мер, 10-15 с.

Элемент 10 проверки содержит электрическую кнопку 41, один вывод которой соединен с зажимом источника питания, а другой служит выходом элемента 10.

0 Устройство работает следующим образом. Вначале производится настройка данного устройства. Для этого имитируется режим дежурства контролируемой защиты. Это может быть выполнено как на самой контролируемой защите (при этом целесообраз5 но разомкнуть ее выходные цепи, чтобы она не подействовала на отключение) либо на одной лишь контролируемой плате защиты, если это возможно. Если оба эти

варианта трудно осуществить, можно просто подвести к входам предлагаемого устройства напряжения, равные по величине соответствующим сигналам на контрольных точках защиты в режиме ее дежурства.

При этом вначале имитируется первый из устойчивых режимов исправной защиты в режиме дежурства. Величина сопротивления резистора 17 и положение переключателя 18 при этом подбираются с таким расчетом, чтобы выходной сигнал усилителя 11 был близок к нулю. Более точная регулировка на нуль выходного сигнала усилителя 11 выполняется с помощью перемещения движка резистора 16. После того, как эта настройка закончена, имитируют второй устойчивый режим исправной защиты в режиме дежурства. Поскольку сигналы на контрольных точках защиты при этом изменяются, на выходе усилителя 11 в общем случае появляется сигнал. Переключая переключатель 21 и перемещения движок потенциометра 23, добиваются того, чтобы на движке потенциометра 23 в этом режиме напряжение было близко к нулю.

Точно так же поступают и в третьем устойчивом режиме, но регулировка обеспечивается переключателем 22 и движком потенциометра 24.

Если устойчивых положений у блоков и цепей защиты всего два, то движок одного из потенциометров 23, 24 следует переместить в крайнее положение, электрически соединив его таким образом с входом элемента 2. После этого устройство готово к работе.

Поскольку входные сигналы устройства в режиме дежурства исправной защиты представляют собой неизменные по величине напряжения постоянного тока, то в каком бы из допустимых устойчивых состояний ни на- ходилась контролируемая плата (модуль) защиты, сигнал .на одном из выходов блока 2 близок к нулю. Небольшие отклонения этого сигнала от нуля, вызванные изменением напряжения, поступающего от источника питания, температуры, неопасным разрегулированием контролируемой защиты и тому подобными причинами, не превосходят порога срабатывания компараторов 3-5.

Блоки выпрямитель-компаратор 3-5 удерживаются в несработавшем состоянии посредством сигналов, поступающих через резисторы 29 и 30. При отсутствии входных сигналов (или если входные сигналы блоков 3-5 не превосходят их порога срабатывания) поступающие с резисторов 29 и 30 сигналы удерживают усилитель 26 в насыщенном состоянии с наличием на его выходе сигнала отрицательной полярности. Этот сигнал шунтируется диодом 34 и на выход блока 3 не поступает.

Если на вход блока 3 (или аналогичных блоков 4, 5) поступает сигнал, величина которого превышает порог срабатыва0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ния блока, то через соответствующий диод 27 (если входной сигнал положительный) или 28 (если входной сигнал отрицательный) этот сигнал поступает на соответствующий вход усилителя 26 и переводит его в насыщенное состояние с наличием на выходе усилителя 26 сигнала положительной полярности. Диод 34 при этом закрывается и сигнал с выхода усилителя 26 поступает на выход блока 3.

В результате, в режиме дежурства исправной защиты один из компараторов 3-5 находится в несработавшем состоянии, сигнал на его выходе отсутствует. На выходах других компараторов, на входах которых при этом присутствуют достаточные для срабатывания сигналы, появляются единичные выходные сигналы (логическая «1). На одном из входов элемента И 6 сигнал отсутствует (т. е. сигнал равен логическому «О), значит, отсутствует и сигнал на выходе элемента И 6, элементов ИЛИ 8 и выдержки времени 9. Не светится и све- тодиод 38 в элементе 7 индикации.

При повреждении контролируемой платы, модуля релейной защиты напряжения на контрольных точках изменяются, равенство сбалансированных ранее сигналов нарушается и на всех выходах блока 2 выявления разностей появляются сигналы. Если величина их достаточна для срабатывания блоков 3-5 выпрямитель-компаратор, все эти блоки срабатывают и на их выходах появляются единичные положительные сигналы (логические «1). Появляются сигналы на выходе элемента И 6, элемента ИЛИ 8. Начинает светиться светодиод 7, сигнализируя поврежденную плату защиты. Через 10-15 с появляется сигнал на выходе элемента 9 выдержки времени и на щит управления выдается сигнал «Неисправность цепей защиты. При необходимости контролируемая защита может этим же сигналом выводиться из действия.

После того, как на щите управления появляется сигнал «Неисправность цепей защиты, бригада обслуживающего персонала должна выявить поврежденную плату (сменный модуль защиты) и заменить ее на исправную. Поврежденная плата легко выявляется по светящемуся светодиоду 38.

При коротком замыкании в силовой электрической сети, неподалеку от места установки контролируемой защиты, или другом переходном процессе сигналы на контрольных точках защиты могут кратковременно измениться. При этом могут сработать все три блока 3-5 выпрямитель- компаратор. Появятся сигналы на выходе элементов И 6, ИЛИ 8, но элемент 9 имеет выдержку времени 10-15 с, отстроенную от времени переходных процессов, и выдачи на щит управления сигнала о неисправности защиты не произойдет.

Для проверки исправности предлагаемого устройства следует нажать кнопку 41 в элементе 10 проверки. При этом баланс сигналов нарушается, появляются сигналы рассогласования на всех, выходах блока 2 выявления разностей, срабатывают блоки 3-5, появляется сигнал на выходе элемента И 6 и начинают светиться светодиоды на всех контролируемых кассетах. Через 10- 15 с на щите управления должен загореться сигнал «Неисправность цепей защиты.

Таким образом, предлагаемое устройство способно контролировать исправность не только таких узлов, блоков и модулей, которые в режиме дежурства исправной защиты находятся в одном фиксированном состоянии, но и таких, которые могут в режиме дежурства находиться в двух и бо лее устойчивых состояниях, т. е. содержащих двустабильные триггерные элементы и другие аналогичные им цепи «с памятью. В связи с этим применение этого устройства позволит охватить контролем допол нительные блоки и узлы и повысить полноту проверки исправности. Величина получаемого при этом технического эффекта зависит от того, какую часть в контролируемом модуле, плате занимают элементы, способные в режиме дежурства находиться в двух и более устойчивых состояниях. В некоторых случаях количество выявляе- мых неисправностей увеличивается в 2-3 и большее число раз.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля исправности релейной защиты, содержащее входной

0

сумматор, основные входы которого предназначены для подключения к выходам элементов контролируемой защиты, элемент проверки, блок выпрямитель-компаратор, элемент ИЛИ, элемент выдержки времени, элемент индикации исправности релейной защиты, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности и полноты проверки исправности релейной защиты, путем ее распространения на элементы с двумя и более устойчивыми состояниями в режиме дежурств, в него дополнительно введены блок выявления разностей сигналов, элемент И, п-1 блоков выпрямитель-компаратор, где п - число устойчивых состояний контролируемых

г элементов релейной защиты в режиме дежурства, при этом выход входного сумматора через блок выявления разностей сигналов соединен с входами блоков выпрямитель-компаратор, выходы которых подключены к элементу И, к выходу которого при0 соединен элемент индикации исправности релейной защиты и последовательно соединенные элементы ИЛИ и элемент выдержки времени, а элемент проверки подключен к дополнительному входу входного сумматора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся

J тем, что блок выявления разностей сигналов выполнен в виде п-1 переключателей, при этом переключающий контакт каждого из переключателей через соответствующий потенциометр соединен с входом

Q и основным выходом этого блока, два других контакта каждого переключателя соединены соответственно с положительным и отрицательным полюсами питания, а движки потенциометров являются дополнительными выходами блока.

К контрольнб/м точкам 13jf13#73ffJ

1/ЮГ +

-Unur 29 &Н Ж2 30 Unur

-НИН -Л м+

гЧИН

31 VTT7 J2

К другим К

JJ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля исправности узлов, блоков, модулей, плат и цепей релейной защиты, выполненных на 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 представляют собой неизменные по величине напряжения постоянного тока, но могут иметь одно, два или больше устойчивых состояний в зависимости от предшествующего режима работы контролируемой защиты. Целью изобретения является увеличение надежности и полноты проверки исправности путем ее распространения на элементы с двумя и более устойчивыми состояниями в режиме дежурства. При проверке автоматики или защиты каждому из входных сигналов устройства присваиваются знак и масштаб и эти сигналы суммируются. Полученный сигнал оценки состояния контролируемой схемы сравнивается с нормальными значениями, и формируются сигналы разности, пропорциональные разности сигналов оценки состояния и каждого из нормальных значений. Выходной сигнал чстройства формируется в том слхчае, если каждый из сигналов разности превышает величину допустимой ошибки. 1 з. п ф-лы, 1 ил (/)