Устройство для контроля исправности релейной защиты Советский патент 1991 года по МПК G01R31/02 

1

(21)4750159/21

(22)16.Ю 89

(46) 15.10,91, Кюл. v 38

(71)Новосибирский электротехнический

ИНСТИТУТ

(72)Л.И.Шалин, Р.В.Иванов и А.Л.Шалин

(53)621.31.925(088.8)

(56)Авторское гридетельстло СССР № 1032513, кл. Г, 0 R 31/02, 1462.

(54)УСТРОЙСТВО ЛИЯ КОНТРОЛЯ ИСПР/ - НОСТИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАШИТЫ

(57)Изобретении относится к контроль-- но-нзмерителыюй технике. Цель изоб- ретенич - ПОНЬПЧГНИР достоверности контроля - достигается путем впеяе- ния в устройство дополнительного сумматора 4 и элемента 5 коммутации. На один из входов каждого суммп ора ...3 полается чере элемент 5 коммутации компенсирующий сигнал г ны- хода дополнительного еч ммнтор.ч 4, что приводит к компгнслцни в выходных сигналах входных сумматоров 1...3 одинаковых составляющих контрольных игналов. В результате устройство мо- жет контролировать такие объекты, сигн.иты я контрольных точках которых могут и(менять свою Bfличину Р рехн- ме дежурства исправной защиты. Устройство содержит блок 6 измерения, элемент 7 контропя, диодный мост 8, компаратор 9., элемент 10 выдержки времени. ил.

с Ј

СО

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для контроля исправности узлов, блоков, модулей, плат и цепей релейной защиты, выполненных на активных элементах, сигналы в контрольных точках которых в режиме дежурства чспрявной защиты представляют собой неизменные по величине или одинаково изменяющиеся например, в различных. фазных устройствах зшчиты. напряжения постоянного тока.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля путем сравнения путем BTiif-niP иных контрольных сигналов однотипных блоков, расположенных например, i различных Лазах зашиты .

На чертеже притаена принципиальная схема устройт лт.

Устройство для контроля исправности речейной заг:иты солержит сумматоры 1, 2, 3, основные входы которых служат входами устройства, в количестве, равном чиглу контролируемых сменных модулей плщиты. Входные сум- матсры 1, 2, 3 преданазначены для суммирования поступякчних на них сигналов .

Устройство содержит также дополнительный сумматор А, предназначенный для суммирования поступающих на него сигналов. Основные вхолы дополнительного сумматора 4 соединены с соответствующими входами с ройства. Выход дополнительного гч-ммлгорл 4 через

О

оо

4 J

О5

элемент 5 коммутации соединен с объединенным компенсирующими входами сумматоров 1, 2, 3. Элемент 5 коммутации предназначен для размыкания и замыкания цепи выходного сигнала дополнительного сумматора 4.

Выходы сумматоров 1, 2, 3, 4 соединены с соответствующими входами блока 6 измерения, предназначенного для по- очередного измерения поступающих на него сигналов.

Выходы элемента 7 контроля, предназначенного для контроля исправности предлагаемого устройства, соеди- нены с проверочными входами соответствующих сумматоров 1, 2, 3, 4.

Выходы сумматоров 1, 2, 3 соединены также со входами многоплечевого диодного 8, предназначенного для выделения максимального и минимального из поступающих на него сигналов.

Выходы многоплечевого диодного моста 8 соединены со входами двухвхо- дового компаратора 9, предназначение- го для формирования единичного выходного сигнала при превышении входными сигналами порога срабатывания.

Выход двухвходового компаратора 9 соединен с входом элемента 10 выдерж- ки времени, предназначенного для создания выдержки времени порядка Ю- 15 с. Выход элемента 10 выдержки времени служит выходом устройства.

Сумматор 1 содержит усилитель 11 в микросхемном исполнении, неинвертирующий вход которого соединен с общим проводом, а инвертирующий через резисторы 12 соединен с основными входами сумматора 1, через резне- тор 13 - с компенсирующим входом сумматора 1, а через резистор 14 - с проверочным входом сумматора 1. Резистор 15 предназначен для обеспечения отрицательной обратной связи, а резисторы 16, 17 - для настройки сумматора 1 .

Сумматоры 2, 3 выполнены аналогично сумматору 1.

Дополнительный сумматор 4 содер- жит усилитель 18 в микросхемном исполнении неинвертирующий вход которого соединен с общим проводом, а инвертирующий через резисторы 19 соединен с основными входами, а через ре- яистор 20 - с проверочным входом дополнительного сумматора 4, Резистор 21 предназначен для обеспечения отрицательной обратной связи, а резисторы 22, 23 - для настройки дополнительного сумматора 4.

Элемент 5 коммутации содержит электрическую кнопку 24 с рлзмыкающими контактами, включенную между входом и выходом элемента 5.

Блок 6 измерения содержит электрические кнопки 25, предназначенные для выбора сигнала, подлежащего измерению. Один вывод каждой электрической кнопки 25 служит входом блока 6, а объединенные вторые выводы кнопок 25 через резистор 26 соединены с объединенными первыми выводами обеих контактных групп сдвоенного переключателя 27. Сдвоенный переключатель 27 предназначен для изменения полярности напряжения на малогабаритном вольтметре 28, предназначенном для измерения сигнала и включенном между переключающими контактами обеих контактных групп сдвоенного переключателя 27. Объединенные вторые выводы обеих контактных групп сдвоенного переключателя 27 соединены с общим проводом. Электрическая кнопка 29, включенная параллельно резистору 26, предназначена для изменения диапазона чувствительности блока 6 измерения.

Элемент 7 контроля содержит электрические кнопки 30 в количестве, равь ч общему количеству сумматоров 1, 2, 3, 4. Один вывод каждой кнопки соединен с шиной источника питания, а другой служит выходом элемента 7.

Многоплечевой диодный мост 8 выполнен по стандартной схеме и содержит диоды 31, 32. Попарно объединенные катоды диодов 31 и аноды диодов 32 служат входами многоплечевого диодного моста 8. Объединенные аноды диодов 31 служат первым выходом, а объединенные катоды диодов 32 - вторым выходом многоплечевого диодного моста 8.

Двухяходовой компаратор 9 содержит делители из резисторов 33, 34 и 35, 36, соединяющие входы двухвходо- вого компаратора 9 с неинвертирующим и инвертирующим входами усилителя 37 в микросхемном исполнении. Резистор 38, включенный между плюсовой шиной источника питания и неинвертирующим входом усилителя 37, и резистор 39, включенный между минусо- в ой шиной источника питания и инвертирующим входом усилителя 37, предназначены для обеспечения необходимого порога срабатывания компарато- ра 9. Цепочка из последовательно соединенных балластного резистора АО и диода 41, предназначена для шунтирования сигнала положительной полярности на выходе усилителя 37 и пропуска на выход двухвходового компаратора 9 лишь сигнала отрицательной полярности. Светодиод 42, включенный последовательно с резистором 43 между выходом двухвходового компаратора 9 и общим проводом, предназначен для сигнализации сработавшего состояния двухвходового компаратора 9.

Элемент Ю выдержки времени выполнен по стандартной схеме. В качестве элемента 10 может быть использовано любое электромеханическое или электронное реле времени с временем срабатывания 10-15 с и мгновенным возвратом. Выход элемента Ю выдержки времени служит выходом устройства.

Устройство предназначено для контроля исправности группы однотипных сменных модулей защиты, расположенных, например, в разных фазах. Пр этом входы сумматора 1 присоединяютс к контрольным точкам первого контролируемого модуля, входы сумматора 2 - к контрольным точкам второго модуля к так далее. Входы дополнительного сумматора 4 присоединяются к контролным точкам всех контролируемых модулей защиты, входящих в рассматриваемую группу. Условием включения сменных модулей защиты в одну контролируемую группу является приблизительное равенство контрольных сигналов этих модулей в режиме дежурства исправной защиты. Контрольные сигналы, снимаемые с контрольных точек этих модуле защиты, могут существенно изменяться в процессе эксплуатации, но в режиме дежурства исправной защиты сигналы на одинаковых контрольных точках разных модулей защиты, входящих в контролируемую группуt должны быть приблизительно равны друг другу.

В качестве контрольных точек на контролируемых сменных модулях защиты принимаются выходы микросхем, выводы транзисторов, реле и других элементов, сигналы на которых в режиме дежурства исправной защиты представляют собой напряжения постоянного тока.

Перед введением устройства в эксплуатацию его следует настроить. При

0

5

0

5

этом на защиту и прелллглемое yoi ройстпо необходимо выдать напряженно от блока питания и, по возможности, ботее точно имитировать то сигналы, которые могуч присутствовать нл контролируемых - пкных МОДУЛЯХ запиты п режиме :тва. При настройке сумматоров 1, . 3 следует нажать кнопку 24 в 5 коммутации и прервать тем самым цепь сигнала с дополнительного сумматора 4 на компенсирующие входы сумматоров 1, 2, 3. Движки потенциометров 13 в сумматорах при, этом дожны быть в верхнем положении, т.е. введена максимальная величина сопротивления. После этого нажимают кнопку 25 в блоке 6 измере-- ния, соответствующую настраиваемому сумматору 1, 2 или 3, и считывают показания вольтметра 28. Если стрелка вольтметра 28 прижата к левому упору, т.е. на него подано напряжение обратной полярности, то переключают сдвоенный переключатель 27 и изменяют полярность подводимого к вольтметру 28 сигнала. Затем перемещают движок потенциометра 17 в настраиваемом сумматоре, добиваясь нулевых показаний вольтметра 28. После предварительной настройки, нажимают кнопку 29 в блоке 6 измерения, повышая тем самым чувствительность вольтметра 28, и проводят более точную настройку описанным выше образом.

Затем аналогично настраивают остальные сумматоры 2 и 3.

При настройке дополнительного сумматора 4 следует иметь в виду, что егс коэффициент передачи должен быть меньше, чем у сумматоров 1, 2, 3. Например, при использовании трех сумматоров 1, 2 и 3 и равенстве единице их коэффициента передачи, коэффициент передачи дополнительного сумматора 4 должен быть равен 1/3. Если используется пять сумматоров, то коэффициент передачи дополнительного сумматора 4 должен равняться 1/5 и так 0 Далее. Необходимая величина коэффициента передачи дополнительного сумматора 4 обеспечивается соответствующим выбором сопротивления резистора 21 обратной связи.

Дополнительный сумматор 4 настраивается по вольтметру 28 аналогично сумматорам 1, 2, 3.

После настройки дополнительного сумматора 4 кнопка 24 в элементе 5

0

5

0

5

5

коммутации вновь замыкается. Вновь имитируется режим дежурства защиты, но уже с другими сигналами на контрольных точках контролируемых модулей защиты. Желательно, чтобы эти сигналы существенно отличались от тех, которые имели место при предыдущей настройке, но по-прежнему соответствовали режиму дежурства исправной за щиты. При этом можно имитировать, например, изменения нагрузки защищаемого объекта, частоты и напряжения в силовой сети, отклонение напряжений, поступающих от блока питания, от их номинальных значений и так далее. Поскольку все эти изменения одинаково влияют на работу всех тех модулей защиты, которые входят в контролируемую группу, то и разбаланс, который возникает при этом на входных сумматорах 1, 2, 3, 4, тоже будет одинаковым. Поскольку кнопка 24 в элементе 5 коммутации замкнута, то сигнал разбаланса, снимаемый с выхода дополнительного сумматора 4, может скомпенсировать разбаланс сумматора 1, 2, 3. Для этого-производится дополнительная настройка сумматоров 1, 2, 3. Порядок настройки аналогичен описанному ранее при том отличии, что кнопка 24 замкнута, а настройка осуществляется резисторами 13, входящими в состав сумматоров 1, 2, 3. Цель этой настройки заключается в том, чтобы при всех возможных изменениях контрольных сигналов, снимаемых с контролируемых модулей исправной защиты в режиме ее дежурства, сигналы на выходах сумматоров 1, 2, 3 оставались близкими к нулю.

Порог срабатывания двухвходового компаратора 9 отстраивается от тех небольших небалансов, которые могут возникнуть на выходах сумматоров 1, 2, 3 в процессе работы за счет неточности регулировки, разрегулировки- старения элементов и так далее. Это обеспечивается соответствующим выбором, например, сопротивлений резисторов 38, 39.

Исправность предлагаемого устройства можно проверить, поочередно на- жимая кнопки 30 в элементе 7. При нажатии каждой кнопки разбаланси- руется соответствующий сумматор, срабатывает двухвходовый компаратор 9 и начинает светиться светодиод 42, входящий в его состав. Через 10-15 с появляется сигнал на выходе элемента 10 выдержки времени, который высвечивает на щите управления табло ЗАЩИТА НЕИСПРАВНА.

После описанной настройки и проверки предлагаемое устройство вместе с контролируемой защитой может быть введено в работу.

В исходном состоянии - в режиме дежурства исправной защиты вследствие описанной выше настройки сигналы на выходах сумматоров 1,2, 3 бпизки к нулю, двухвходовый компаратор 9 находится в несработавшем состоянии, сигнал на его выходе отсутствует. Отсутствует и сигнал на выходе элемента 10 выдержки времени. Светодиод 42 не светится.

При возникновении в контролируемых сменных модулях защиты повреждений, при которых существенно изменяется хотя бы один контрольный сигнал, соответствующие сумматоры разба лансируются. Максимальные по величине сигналы разбаланса сумматоров 1, 2, 3 через многоплечевой диодный мост 8 поступают на входы двухвходо- вого компаратора 9. Если эти сигналы превышают порог срабатывания компаратора, то двухвходовый компаратор 9 срабатывает и на его выходе появляется единичный сигнал отрицательной полярности, который запускает элемен 1C выдержки времени. Через 10-15 с на выходе элемента 10 появляется сигнал который поступает на щит управления и высвечивает там табло ЗАЩИТА НЕИСПРАВНА .

i При появлении на щите управления сигнала ЗАЩИТА НЕИСПРАВНА проверяется, светится ли светодиод 42 на реле. Если светодиод 42 светится, т. двухвходовый компаратор 9 действительно сработал, то, поочередно на- з«ммая кнопки 25 в блоке 6 измерения, по показаниям вольтметра 28 выявляют на выходе какого именно входного сумматора 1, 2, 3 появился наибольший сигнал рассогласования. Сменный модуль зашиты, соответствующий этому сумматору, считается повредившимся, Его заменяют на исправный, после чего зашита может быть снова введена в работу,

Значительные по величине сигналы могут появиться на выходах сумматоров 1, 2, 3 и при исправной защите

например, при коротких замыканиях на защищаемом объекте, вблизи него или в других подобных режимах, т.е. в режиме тревоги. Однако предлагав- мое устройство отстроено от режима тревоги за счет выдержки времени элемента 10. Поэтому сигнала о неисправности защиты в режиме тревоги выдано не будет.

Таким образом устройство пригодно не только для контроля исправности таких сменных модулей защиты, сигналы на контрольных точках которых представляют собой неизменное в режиме дежурства напряжение постоянного тока, но может также осуществлять контроль исправности таких модулей защиты, все или часть контрольных сигналов которых представляют собой напряжение постоянного тока, величина которых может существенно изменяться в режиме дежурства.

Формула изобретения

Устройство для контроля исправности релейной защиты, содержащее сумматоры по числу объектов контроля,

блок измерения, элемент контроля, компаратор, элемент выдержки преме- ни, диодный мост с числом плеч по числу объектг-н контроля, входы сумматоров соединены с соответствующими входами устройства, а выходы соединены с соответствующими входами блока измерения, вход элемента

выдержки времени соединен с выходом компаратора, а выход соединен с выходом устройства, входы компаратора соединены с соответствующими выходами диодного моста, входы ко5 торого соединены с соответствующими выходами сумматоров, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены дополнительный

0 сумматор, элемент коммутации, входы дополнительного сумматора соединены с соответствующими входами устройства, а выход соединен с соответствующим входом блока измерения

5 и через элемент коммутации с компенсирующими входами сумматоров, контролирующие входы которых соединены с соответствующими выходами элемента контроля.

Входы

/-

Входы

38 cKZH -0 + 36

34 KZ 0| гп-гт

to сигнал о неисправности

Входы