Устройство автоматического повторного включения Советский патент 1992 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к автоматическим устройствам, предназначенным для двукратного повторного включения воздушной линии электропередачи после ее отключения действием релейной защиты.

Известно устройство двукратного автомагического повторного включения АПВ- 2П, которое предназначено для двукратного АПВ выключателей, укомплектованных как пружинным, так и электромагнитным приводами (прямого и косвенного действия).

Устройство выполнено на электронной базе. Оно состоит из блока контроля отключения выключателя, роль которого выполняют вспомогательные контакты привода и выключателя, двух конденсаторных блоков времени, с помощью которых задаются выдержки времени бестоковых пауз первого и второго циклов АПВ, блока логики, который воспринимает сигналы от блоков времени, запускаемые при отключении выключателя через его вспомогательные контакты, и приводит заранее предусмотренные операции,

осуществляя в итоге подачу усиленного управляющего импульсе на исполнительный орган.

Второй цикл АПВ формируется по запоминанию прохождения сигнала первого цикла и появлению признака, характеризующего его неуспешный первый цикл - это может быть ток к.з. или отсутствие его через определенное время.

Существенными недостатками известного устройства являются использование двух блоков времени, имеющих низкую стабильность выдержки времени и малый диапазон ее регулирования, а также применение в схеме логики устройства ненадежных в действии вспомогательных контактов привода и выключателя, требующих периодических ремонтов.

В качестве прототипа принято техническое решение, при реализации которого используется блок контроля режима сети, блок логики, блок времени и исполнительный орган.

VI

сл со сл

00 х|

Блик контроля режима сети состоит из датчика нулевого тока и датчика тока к.з.. входы которых сбёд инены С промежуточным трансформатором, а выходы датчиков являются соответственно первым и вторым выходами этого блока.

Блок логики состоит из элемента НЕ, элемента ЗАДЕРЖКА, двух элементов И и элемента ПАМЯТЬ.

При этом входы элементов НЕ и ЗАДЕРЖКА объединены и являются первым входом блока логики, подключенного к первому выходу блока контроля режима сети. Выход элемента ЗАДЕРЖКА соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого является вторым входом блока логики и соединен с вторым выходом блока контроля режима сети. Выход первого элемента И соединен с входом первого элемента ПАМЯТЬ, а его выход с первым входом второго элемента И. Второй вход этого элемента соединен с выходом элемента НЕ.

Блок времени состоит из генератора импульсов, вход которого является первым входом блока времени, двух счетчиков импульсов, двух дешифраторов и элемента И. Причём выход генератора импульсов соединен с входом первого счетчика. Первый выход этого счетчика черед первый дешифратор соединен с первым входом с первого элемента И, а второй выход через второй счетчик и второй дешифратор - с вторым входом первого элемента И. Выход элемента И является выходом блока времени, к которому подключен исполнительный орган, осуществляющий повторное включение выключателя.

Однако данное техническое решение способно выполнить только функцию однократного АПВ, что недостаточно для эффективного использования АПВ как самостоятельно, так и в сочетании с другими средствами автоматизации.

Цель изобретения - повышение функциональной возможности и надежности устройства, заключающаяся в увеличении кратности АПВ и в использовании одного блока времени для создания выдержек времени бестоковых пауз обоих циклов АПВ.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок контроля режима сети, блок логики, блок времени и исполнительный орган.

Блок контроля режима сети состоит из датчика 2 нулевого тока и датчика 3 тока короткого замыкания, входы которых соедийены с промежуточным трансформатором I,

5

5

0

5

0

5

0

5

Выход I датчика нулевого тока являётсй f первым выходом блока контроля режима сети, а выход II - вторым выходом этого блока.

Блок логики содержит логический элемент НЕ 4, три элемента И 5-7, четыре элемента ИЛИ 8-11, пять элементов ЗАДЕРЖКА 12 -16 и четыре элемента ПАМЯТЬ 17-20. ,

При этом входы элементов НЕ 4 и первого элемента ЗАДЕРЖКА 12 объединены и являются первым входом I блока логики, который соединяется с первым выходом блока контроля режима сети. Первый вход первого элемента И 5 соединен с выходом первого элемента ЗАДЕРЖКА 12, второй вход является вторым входом II блока логики, соединенным с вторым выходом блока контроля режима сети, а его выход соединен с входом первого элемента ПАМЯТЬ 17. Выход этого элемента соединен с первым входом второго элемента И 6, второй вход которого подсоединен к первому входу третьего элемента 1/1 7 и через элемент НЕ 4 к первому входу KI блока логики, а выход элемента И б - к входу второго элемента ПАМЯТЬ 18. Выход этого элемента соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 10 и с первым входом второго элемента ИЛИ 8. Второй вход этого элемента посоединен к выходу третьего элемента ПАМЯТЬ 20, который является вторым выходом IV блока логики, а первым выходом IV блока логики служит выход элемента ИЛИ 8. Вход третьего элемента ПАМЯТЬ 20 соединен с выходом третьего элемента И 7, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента ПАМЯТЬ 19.

Вход Сброс первого элемента ПАМЯТЬ 17 через первый элемеят ИЛИ 10 и второй элемент ЗАДЕРЖКА 13 соединен с выходом первого элемента И 12. Вход Сброс второго элемента ПАМЯТЬ 18 соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 9, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ЗАДЕРЖКА 14. Вход этого элемента является третьим входом II блока логики. Второй вход третьего элемента

ИЛИ 9 соединен с входом элемента НЕ 4. i

Вход Сброс третьего элемента ПАМЯТЬ 20 соединен с ёыходом четвертого элемента ИЛИ 11, первый вход которого объединён с входом элемента Н Е 4, а второй вход - с выходом четвертого элемента ЗАДЕРЖКА 16. ВХод этого элемента явялется четвертым входом IV блока логики

Вход Сброс четвертого элемента ПАМЯТЬ 19 через пятый элемент ЗАДЕРЖКА 15 соединен с своим входом и с входом третьего элемента ЗАДЕРЖКА 14.

Блок времени включает в себя генератор 21 импульсов, четыре счетчика 22-25 импульсов, три дешифратора 26-28, три многопозиционных переключателя 29-31 для установки выдержки времени первого цикла АПВ и три переключателя 32-34 для второго цикла, четыре элемента И 35-38, элемент НЕ 39 и ИЛИ 40.

При этом вход генератора 21 импульсов является первым входом IV блока времени, который соединен с первым выходом блока логики. Выход генератора 21 имплуьсов соединен с входом первого счетчика 22 импульсов, выход которого соединен с входом второго счетчика 23 импульсов Первый выход этого счетчика соединен с входом второго дешифратора 27, а второй - с входом счетчика 25 импульсов. Выход этого счетчика соединен с входом третьего дешифратора 28.

Выход первого дешифратора через первый многопозиционный переключатель 29 соединен с первым входом первого элемента И 35. Второй вход этого элемента через второй многопозиционный переключатель

30 соединен с выходим второго дешифратора 27, третий вход И 35 - через третий многопозиционный переключатель 31 с выходом третьего дешифратора 28. Первый вход второго элемента И 36 через четвертый многопозиционный переключатель 32 соединен с выходом первого дешифратора 26. Второй вход элемента И 36 через пятый многопозиционный переключатель 33 соединен с выходом второго дешифратора 27, а третий выход элемента И 36 через шестой многопозициолный переключатель 34 - с выходом третьего дешифратора 28.

Выход первого элемента И 35 соединен с первым вхдом третьего элемента И 37. Второй вход этого элемента через элемент НЕ 39 объединен с первым входом четвертого элемента И 38 и является вторым входом точка 111 блока времени, который подключен ко второму выходу блока логики. Второй вход четвертого элемента И 38 соединен с выходом второго элемента И 36, а его выход объединен с первым входом элемента ИЛИ 40 и является вторым выходом Нблока времени. Этот выход поключен к четвертому входу блока логики Второй вход элемента ИЛИ 40 объединен с выходом третьего элемента И 37, является третьим выходом Ml блока времени и подключен к третьему входу блока логики Выход элемента ИЛИ 40 является первым выходом блока времени, к которому присоединен исполнительный орган 41.

Устройство работает следующим образом.

535376

В исходном состоянии (до включения выключателя) напряжение на выходе промежуточного трансформатора 1 равно нулю. В связи с этим равны также нулю сигналы на выходах датчика 2 нулевого тока и датчика 3 тока короткого замыкания и, следовательно, на выходе логического элемента И 5 будет логический ноль. Тогда на выходе эле0 мента ПАМЯТЬ 17 также будет логический ноль.

На второй вход логического элемента И 6 в этом случае подается логическая единица с элемента НЕ 4 и логический ноль С

5 элемента ПАМЯТЬ 17, поэтому на его выходе будет логический ноль. Логический ноль также будет на выходе элемента ПАМЯТЬ 18 и на выходе логического элемента ИЛИ 8. При подаче логического нуля на вход

Q генератора 21 импульсов блока времени он не запускается.

В таком состоянии схема находится до момента включения линии под нагрузку.

При включении линии под нагрузку ера-

J батывает датчик 2 нулевого тока и на его выходе появляется сигнал, который одно- . временно подается на элементы ЗАДЕРЖКА 12 и логический элемент НЕ 4. На выходе элементе НЕ 4 сигнал равен логическому нулю, а на выходе элемента ЗАДЕРЖКА 12 появляется логическая единица через определенное время, которое должно быть больше времени действия релейной защиты и собственного времени отключения выключателя. Логическая единица подается на

5 первый вход элемента И 5 и находится там до момента отключения выключателя,

, 1

При коротком замыкании в линии сраба- , тывает датчик 3 тока короткого замыкания и

0 на его выходе появляется сигнал, который подается на второй вход элемента И 5. В результате на его выходе появляется логическая единица, которая одновременно подается на входы элементов ПАМЯТЬ 17 и

5 ЗАДЕРЖКА 13, которая задает время памяти элемента ПАМЯТЬ 17. Выдержка времени элемента ЗАДЕРЖКА 13 равна ЗАДЕРЖКЕ 12

С выхода элемента ПАМЯТЬ 17 логиче0 екая единица подается на первый вход элемента И 6.После отключения выключателя действием защиты исчезает сигнал на выходе датчика нулевого тока, следовательно, на выходе элемента НЕ 4 появится логическая

5 единица, которая подается на второй вхо элемента И 6 и на первый вход И 17. Поскольку на выходе элемента 6 совпадения сигналы совпали, то на его выходе появляется также логическая единица, которая пода0

ется на элемент ПАМЯТЬ 18, а с него через элемент ИЛИ 8 на вход генератора 21 импульсов блока времени, запуская его.

Элемент ПАМЯТЬ 18 обеспечивает работу блока времени и отсчет времени бесто- ковой паузы АПВ после отключения выключатели и исчезновения сигнала с датчика тока к.з.

На выходе элемента И 7 в этом случае будет логический ноль, так как на его второй вход подается логический ноль с элемента ПАМЯТЬ 19.

Генератор импульсов выдает сигналы частотой 100 Гц на счетчик 22 импульсов, а с него последовательно на счетчики 23-25 импульсов, считывающих десятые доли, едини-1 цы и десятки секунд. С счетчиков 23-25 сигналы подаются на дешифраторы 26-28, осуществляющих дешифрацию состояния этих счетчиков. С последних, сигналы подаются на многопозиционныб переключатели 29-34 выдержек времени обоих циклов АПВ, а затем на схемы 35-36 совпадения, осуществляющих фиксацию дешифрующих игналов, соответствующих заданным выдержкам времени бестоковых пауз циклов АПВ.

При совпадении сигналов на выходе элемента И 35, соответствующих заданной выдержке времени для первого цикла АПВ, на его выходе появляется логическая единица, которая подается на элемент И 37 и если в этот момент на его втором входе присутствует аналогичный сигнал с элемента НЕ 39, то на его выходе также появляется логическая единица, которая подается на исполнительный орган 41 через логический элемент ИЛИ 40, осуществляя первый цикл АПВ.

Одновременно с элемента И 37 подается логическая единица на элемент И 7 через элемент ПАМЯТЬ 19 и на элемент ЗАДЕРЖКА 14. Время памяти элемента ПАМЯТЬ 19 задается ЗАДЕРЖКА 15, которая равна ЗАДЕРЖКЕ 13,

Элемент ЗАДЕРЖКА 14 обеспечивает заданную продолжительность сигнала на включение выключателя, по истечении которого через элемент ИЛИ 9 происходит сброс памяти элемента ПАМЯТЬ 18, обнуление счетчиков блока времени и возврат схемы АПВ в исходное состояние.

Время задержки элемента ЗАДЕРЖКА 14 принято 1-1.5 с. Это позволяет предотвратить выход из строя электромагнита включения при неисправности привода выключателя.

Если короткое замыкание самоустранилось, то исчезает сигнал на выходе датчика 3 тока короткого замыкания, следовательно,

на выходе элемента И 5 также будет логический ноль. В таком состоянии схема будет находиться до момента короткого замыкания, готовая к действию.

Если короткое замыкание не самоустранилось, то снова срабатывает датчик 3 тока кроткого замыкания, который снова подает сигнал на вход элемента И 5. Однако на

выходе будет логический ноль, поскольку выдержка времени элемента ЗАДЕРЖКА 12 больше времени действия защиты. После отключения линии защитой повторно, на выходе логического элемента НЕ 4 появляется

логическая единица, которая одновременно подается на входы элементов И 6 и 7. На входе элемента И 6 будет логический ноль, поскольку отсутствует сигнал с элемента ПАМЯТЬ 17, а на выходе элемента И 7 логичеQ екая единица, так как на один его вход уже подана логическая единица с элемента ПАМЯТЬ 19. Следовательно, единица подается на элемент ПАМЯТЬ 20, а с него через элемент ИЛИ 8 на генератор 21 импульсов бло- ка времени, запуская его.

Одновременно с элемента ПАМЯТЬ 20 логическая единица подается на элемент И

38, разрешая второй цикл АПВ, и на логический элемент НЕ 39. На выходе НЕ 39 появляется логический ноль, который

30 осуществляет запрет действия АПВ по первому циклу.

После отсчета выдержки времени второго цикла АПВ на выходе элемента И 36 появляется логическая единица, которая

35 подается на второй вход элемента И 38. На выходе элемента 38 появляется логическая единица, которая подается на исполнительный орган 41, осуществляя второй цикл АПВ, и на элемент ЗАДЕРЖКА 16, который анало40 гично элементу ЗАДЕРЖКА 14 обеспечивает заданную продолжительность сигнала на включение выключателя и возврат схемы в исходное состояние. Возврат схемы в исходное состояние происходит при включении

,, выключателя, подачей логической единицы на вход Сброс элемента ПАМЯТЬ 20 через элемент ИЛ И 11. I

Если короткое замыкание в этом случае не самоустраняется, то схема не сможет за- 50 пуститься за счет задержки сигнала с датчика нулевого тока элементом ЗАДЕРЖКА 12. Аналогично работает схема при оперативном включении линии на короткое замыкание.

Предлагаемое устройство имеет техни55

ко-экономические преимущества по сравнению с прототипом, которые заключаются в способности устройства выполнять два цикла АПВ и обеспечивать при этом каждый

цикл АПВ разными стабильными выдержками времени с помощью одного блока времени.

Применение предлагаемого устройства позволяет снизить перерывы электроснабжения потребителей за счет повышения успешности его действия при однократных АПВ.

Это способствует более широкому использованию автоматического повторного включения в сочетании с другими средствами сетевой автоматики, где АПВ предназначено для обеспечения их нормального функционирования.

Формула изобретени я Устройство автоматического повторного включения, содержащее блок контроля режима сети, состоящий из датчика нулевого тока и датчика тока к.з, входы которых соединены с промежуточным трансформатором, а выходы являются соответственно первым и вторым выходами этого блока, блок логики, состоящий из элемента НЕ, элемента ЗАДЕРЖКА, двух элементов И, первого элемента ПАМЯТЬ, причем входы элементов НЕ и ЗАДЕРЖКА объединены и являются первым входом блока логики, который подключен к первому выходу блока контроля режима сети, выход первого элемента ЗАДЕРЖКА соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого является вторым входом блока логики и соединен с вторым выходом блока контроля режима сети, а выход - с входом первого элемента ПАМЯТЬ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, а второй вход-с выходом элемента НЕ, блок времени, состоящий из генератора импульсов, вход которого является первым входом блока времени, двух счетчиков импульсов, двух дешифраторов, элемента И. причем вход генератора импульсов соединен с входом первого счетчика, первый выход которого через первый дешифратор соединен с первым входом первого элемента И, второй выход через второй счетчик и второй дешифратор - с вторым входом первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональных возможностей и надежности, в блок логики дополнительно включены три элемента ПАМЯТЬ, четыре элемента ЗАДЕРЖКА, элемент И, четыре элемента ИЛИ, в блок времени - два счетчика импульсов, два дешифратора, шесть многопозиционных переключателей, три элемента И, элемент НЕ и элемент ИЛИ, причем в блоке логики выход второго элемента И соединен с входом второго элемента ПАМЯТЬ, выход которого со

5

5

0

5

0

5

0

5

единен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ присоединен к выходу третьего элемента ПАМЯТЬ, который является вторым выходом блока логики, выход второго элемента ИЛИ является первым выходом блока логики и подключен к первому входу блока времени, вход третьего элемента ПАМЯТЬ соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом второго элемента И, второй вход - с выходом четвертого элемента ПАМЯТЬ, вход сброса первого элемента ПАМЯТЬ через первый элемент ИЛИ и второй элемент ЗАДЕРЖКА соединен с выходом первого элемента И, вход сброса второго элемента ПАМЯТЬ - с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ЗАДЕРЖКА вход которого является третьим входом блока логики, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с входом элемента НЕ, вход сброса третьего элемента ПАМЯТЬ соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, первый выход которого соединен с входом элемента НЕ, второй вход - с выходом четвертого элемента ЗАДЕРЖКА, вход которого является четвертым входом блока логики, вход сброса четвертого элемента ПАМЯТЬ через пятый элемент ЗАДЕРЖКА соединен со своим входом и с входом третьего элемента ЗАДЕРЖКА, в блоке времени выход первого дешифратора через первый многопозиционный переключатель соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого через второй многопозиционный переключатель - с выходом второго дешифратора, третий вход через третий многопозиционный переключатель- с выходом третьего дешифратора, первый вход второго эчемента И через четвертый многопозиционный переключатель соединен с выходом первого дешифратора, второй вход через пятый многопозиционный переключатель - с выходом второго дешифратора, третий вход через шестой многопозиционный переключатель - с выходом третьего дешифратора, второй выход второго счетчика соединен с входом третьего счетчика, первый выход которого соединен с входом второго дешифратора, а второй выход через четвертый счетчик подключен к входу третьего дешифратора, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого через элемент НЕ объединен с первым входом четвертого элемента И, является вторым входом блока времени и подключен к , второму выходу блока логики, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом

п

j ixwum tent

6ю« °

,i

V I i SAOtr fftMtHM

it S3 И

Г-т

Ксяол .

Использование: в энергетике, в автоматических устройствах повторного включения (АПВ). Сущность изобретения: устройство содержит блок контроля режима сети, состоящий из двух датчиков тока: нулевого итока к.з.,блоклогики, состоящий из трех элементов И, четырех элементов ИЛИ, четырех элементов ПАМЯТЬ, четырех элементов ЗАДЕРЖКА, элемента НЕ, блок времени, простроенный на счетчиках. Устройство обеспечивает стабильность двух выдержек времени двукратного АПВ при одном блоке времени. 1 ил.