Устройство для защиты энергоустановкиОТ пОВРЕждЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02H3/04 

1

Изобретение относится к автоматике технологического оборудования и может быть применено для отключения паровых турбин при достижении контролируемым параметром предаварийного значения.

Известны устройства, содержащие датчик и блок защиты, которые обеспечивают преобразование контролируемого параметра в электрический сигнал и сравнение его с заданным значением. Если заданное значение оказывается большим (или меньшим), то блок защиты указанного устройства формирует отключающий сигнал 1.

Однако эти устройства допускают ложную сигнализацию при обрывах и коротких замыканиях в цепях датчиков и соединительных цепях, при выходе из строя блока защиты и при всплесках питающего напряжения.

Известны также устройства, в которых задача устранения ложных сигнализаций при неисправностях устройства защиты решается полным резервированием, при этом исполнительные элементы их включаются по схеме И. Такие устройства решают задачу частично; т. е. влияние всплесков питающего напряжения не устраняется, кроме

того, резервирование требует больших эксплуатационных затрат и в два раза усложняет, и удорожает само устройство защиты, которое исключает ложную сигнализацию при неисправностях устройства и колебаниях питающего напряжения 2.

Однако такое устройство требуется оснащать специальным преобразователем, который вырабатывает два независимых разнополярных выходных сигнала, схемой вычитания, определяющей значение параметра,

и двумя пороговыми элементами. Устройство сложно и дорогостояще, кроме того, сокращается область его применения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля исправности блока релейной защиты электроустановок, содержащее блок управления, включенный на входе блока релейной защиты, и выходной блок И, между контролируемым блоком релейной защиты и выходным блоком И включены параллельно блок памяти и блок НЕ, причем дополнительный выход блока памяти подсоединен к блоку упр.авления 3.

Указанное устройство не выдает сигнал на отключение электроустановки при повреждении самого блока релейной защиты. Сигнал на выходе появляется лишь после проверки блока и подтверждения его исправности. Однако помеха воздействует в контролируемом канале, когда амплитуда ее равна либо превышает уровень срабатывания исправной электроустановки и помеха возникает гфи коротком замыкании или обрь1ве цепей датчика и блока управления либо при всплесках питаюш,его напряжения. Цель изобретения - исключение ложных сигнализаций при неисправностях в цепях датчика и пороговой схемы и при колебаниях питающего напряжения. Указанная цель достигается тем, что в устройство для зашиты энергоустановки от повреждения, содержащее последовательно соединенные датчик аварийного состояния, блок управления и пороговый элемент, выход которого соединен через предварительный блок памяти с первым входом промежуточного блока И и через элемент НЕ со вторым входом промежуточного блока И, связанного с исполнительным элементом, между выходом предварительного блока памяти и блоком управления включен элемент задержки, параллельно блоку управления подключен резистор, а на выходе промежу IJ .ч точного блока И включен блок вторичной проверки, выполненный в виде последовательной цепи из блока памяти и элемента И, соединенного с исполнительным элементом, при этом выход блока памяти соединен с первы.м входом элемента И и блоком управления, второй вход элемента И подключен к выходу порогового элемента. Вследствие этого, устройство получает возможность различать контролируемый (полезный) сигнал, поступающий от входного датчика и сигнал помехи. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для защиты энергоустановки от повреждения; на фиг. 2 - временные зависимости сигнала. Устройство для защиты энергоустановки от повреждения содержит датчик 1 аварийного состояния и блок 2 управления, соединенные последовательно во входной цепи порогового элемента 3, блок 4 НЕ и предварительный блок 5 памяти, установленные на выходе порогового элемента 3, причем выход предварительного блока 5 па.мяти подключен к первому входу . промежуточного блока 6 И и через элемент 7 задержки к блоку 2 управления, а второй вход промежуточно1-о блока 6 И соединен с выходом блока 4. НЕ, канал 8 вtopичнoй проверки, установленный на выходе промежуточного блока 6 И, представляющий собой последовательную цепь из блока 9 памяти и блока 10 И, причем выход блока 9 памяти соединен с первым входом элемента 10 И и блоком 2 управления, второй вход элемента 10 И и блоко.м 2 управления, второй вход элемента 10 И подключен к выходу порогового элемента 3, а параллельно блоку 2 управления подключен резистор 11. На фиг. 2 кривая 12 изображает длительную помеху на входе порогового элемента 3. Штриховая линия 13 обозначает уровень срабатывания порогового элемента 3, штриховая линия 14 -- уровень отпускания порогового элемента 3. Кривая 15 изображает контролируемый сигнал (параметр), кривая 16 - кратковременную помеху на входе порогового элемента 3. Точка to на временной оси 1 соответствует моменту выдачи сигнала на отключение энергоустановки. Устройство различает контролируемый сигнал (параметр) и.сигналы помехи вследствие весьма различных скоростей нарастания их величин: передний фронт -импу.тьса тока, возникающего при коротком замыкании и обрыве цепей датчика, а также при всплесках питающего напряжения, значительно более крутой, чем фронт нарастания контролируемого сигнала. Устройство работает следующим образом. Исходное состояние устройства соответствует нормальному режиму работы энер гоустановки, когда контролируемый параметр не достигает предельной, например предварительной величины, и сигнал, поступающий от датчика 1, не превыщает уровень 13, при котором срабатывает пороговый элемент 3. При этом на выходе порогового элемента 3 сигнал отсутствует. В исходном состоянии блок 2 управления шунтирует резистор 11, поэтому сигнал датчика 1 поступает на вход порогового элемента 3 без ослабления. При превышении контролируемым параметром 15 уровня 13 срабатывает пороговый элемент 3 и сигнал подается одновременно на предварительный блок 5 памяти, блок 4 НЕ и элемент 10 И. С выхода предварительного блока 5 памяти сигнал поступает на промежуточный блок 6 И и на элемент 7 задержки. По {стечении времени задержки включается блок 2 управления, при этом проводимость его становится равной нулю. В таком режиме между датчиком 1 аварийного состояния и пороговым элементом 3 оказывается включенным резистор 11, который ослабляет сигнал до уровня 14 отпускания порогового элемента 3. Следовательно, сопротивление резистора 11 выбирается такой величины, чтобы величина ослабления сигнала была строго определена и равна разнице между уровнем 13 срабатывания и уровнем 14 отпускания порогового элемента 3 (либо чуть больше). Таким образом, после включения блока 2 управления пороговый элемент 3 возвращается в исходное состояние, и сигнал на его выходе исчезает. При этом появляется сигнал на выходе блока 4 НЕ, в результаre вновь срабатывает пороговый элемент 3. В этом режиме имеются сигналы на обоих входах элемента 10 И. Следовательно, устройство выдает сигнал на отключение технологического оборудования. При воздействии кратковременной помехи 16, срабатывает пороговый элемент 3 и сигнал подается одновременно на предварительный блок 5 памяти, блок 4 НЕ и элемент 10 И. С выхода предварительного блока 5 памяти сигнал поступает на промежуточный блок б И и на элемент 7 задержки. По истечении времени задержки включается блок 2 управления и резистор 11 уменьшает величину сигнала, при этом пороговый элемент 3 возвращается в исходное состояние. В результате срабатывают блок 4 НЕ, промежуточный блок 6 И и блок 9 памяти. Сигнал с выхода блока 9 памяти воздействует на блок 2 управления, что заставляет его возвратиться в исходное состояние полной проводимости. Однако к этому моменту помеха .уже отсутствует либо весьма мала, поэтому не происходит вторичного срабатывания порогового элемента 3 и сигнал на элемент 10 И не поступает. Таким образом, устройство в этом случае не выдает сигнал на отключение оборудования. При воздействии длительной помеху 12 срабатывает пороговый элемент 3 и предварительный блок 5 памяти. Затем по истечении времени задержки включается блок 2 управления. Однако к этому моменту во входной цепи амплитуда помехи превысит у;(ровень 13 срабатывания порогового элемента 3, следовательно, после ослабления резистором 11, амплитуда помехи будет превышать ее уровень 14 отпускания. Поэтому пороговый элемент 3 не возвращается в исходное состояние и устройство не выдает сигнал на отключение оборудования. При воздействии помехи с амплитудой меньше уровня 13 срабатывания порогового элемента 3 устройство не выдает сигнал на отключение оборудования. При возникновении неисправности в самом пороговом элементе 3, устройство может выдать сигнал, но при включении блока 2 управления возвращения в исходное состояние не последует. Поэтому устройство также не выдает сигнал на отключение оборудования. Устройство для защиты энергоустановки несложно по конструкции и позволяет автоматизировать определение неисправности датчика и порогового элемента. Устройство в значительной степени уменьщает вероятность ложного отключения оборудования, повыщая тем самым коэффициент его использования. Формула изобретения Устройство для защиты энергоустановки от повреждения, содержащее последовательно соединенные датчик аварийного состояния, блок управления и пороговый элемент, выход которого соединен через предварительный блок памяти с первым входом промежуточного блока И и через элемент НЕ со вторым входом промежуточного блока И, связанного с исполнительным элементом, отличающееся тем, что, с целью исключения ложных срабатываний при неисправностях в цепях датчика аварийного состояния и порогового элемента и при колебаниях питающего напряжения, между выходом предварительного блока- памяти и блоком управления включен элемент задержки, параллельно блоку управления подключен резистор, а на выходе промежуточного блока И включен блок вторичной проверки, выполненный в виде. последовательной цепи из блока памяти и элемента И, соединенного с исполнительным элементом,при этом выход блока памяти соединен с первым входом элемента И и блоком управления, второй вход элемента И подключен к выходу порогового элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Труды ВТИ, вып 1, «Энергия, 1974, . 54. 2.Авторское свидетельство СССР № 464706, кл. F 01 .D 21/04. 3.Авторское свидетельство СССР № 407496, кл. И 02 Н 3/04, 1976.