(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПРОВЕРКИ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ БЕЗ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ Изобретение относится к электротехнике, конкретнее к проверке испр ности средств релейной защиты (РЗ), линий электропередач, трансформаторов, причем предполагается, что защиты размещены нателемеханизированн подстанциях. Известны устройства для проверки работоспособности релейной защиты без отключения электроустановки на время проверки с выводом из работы защиты при проверках, остановом процесса проверки и вводом защиты при коротком замыкании, возникшем FT время проверки с отключением защитой повреждения. Вывод устройства пр верки при этом осуществляется с помощью контакта реле напряжения, размыкающегося при аварийном снижении напряжения на трансформаторе 1. Однако с целью проверки защиты на установках необходимо выполнить компенсацию нагрузки - тока электро установки, для чего нужны свободные обмотки на трансформаторах тока или дополнительные обмотки на входных трансформаторах реле, усложняющие схему устройства. Кроме того реле напряжения работает только при аварии в электроустановке (аварийном снижении напряжения). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство автоматического контроля исправности релейной защиты контактной сети переменного тока на электромеханических реле 2. При поступлении команды Контроль от автоматического программного устройства по телеуправлению или вручную включаются триггерами сигнальные элементы и формирователь тестовых контрольных сигналов, которые подаются через ВХ9ДНОЙ блок на вход проверяемой защиты. Соответствующие реле срабатывают. Сигналами на выходе сработавших реле через диоды пере39ключают триггеры и гасят сигнальные элементы. Подача контрольного сигнал также прекращается. Защита при контр ле из работы не выводится. Чтобы при контроле не произошло ложное отключение выключателя, необходимо имет1з длительность выходного сигнала на защите при контроле меньше минимального времени трогания соленоида отключения.выключателя. В этом устройстве реле проверяют не на уставке (с большой погрешностью), так как не yJитывaют токи номинального (рабочего) режима электроустановки, протекающие через проверяемые реле (например, токовые обмотки реле тока). Чтобы их учесть, нужна специальная схема. Для надежной работы защит и устройства автоматической проверки работоспособности их при нормальном эксплуатационном режиме необходимо обеспечить видимый разрыв между устройством и цепями защиты. Токи подаются на вход проверяемой защиты (через входной блок, представляющий из себя измерительные цеп трансформаторов тока и напряжения) одновременно к реле нескольких защит (токовой отсечке, дистанционной защи те) . Величина этих токов значительная (до нескольких десятков ампер). В устройствах, содержащих видимый разрыв, происходит выгорание контактов, поэтому необходимо усложнение аппаратуры имитации параметров проверки, применение коммутирующих устройств, рассчитанных на большие токи Возможен отказ этих элементов в рабо те (например, залипание реле и т.п.) При длительной подаче имитирующих повреждений параметров к элементам защит, вследствие неисправности элементов устройства проверки, происходит повреждение защит (повреждение обмотки, например, токовых реле и т.п.) из-за отказа их в работе при возникшем впоследствии повреждении. Реле могут оказаться зашунтированными при этом вторичными обмотками проверочных трансформаторов устройства и т.п. Суммарное время возврата триггера, формирователя тестовых сиг налов и входного блока известного устройства не должно превышать 2 + + 3 МКС, что затруднительно. Для coздaн я устройства, рассчитанного на работу при больших (десятки ампер) токах имитации поврежде4НИИ необходимо использовать количество элементов их взаимосвязей и т.п. Часть элементов устройства для автоматической проверки необходимо использовать для проверки защит нескольких присоединений. Цель изобретения - увеличение надежности работы, удешевления и упрощения устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической проверки работоспособности, релейной защиты без отключения электроустановки, содержащее блок запуска, блок управления, блок уставок, блок связи, соединенный с цепями проверяемых защит, фиксирующий блок и блок питания, дополнительно введены элемент сигнализации исправности блоков запуска и связи, блок контроля токовой нагрузки номинального режима электроустановки, блокирующий устройство при авариях в ней, соединенный по первому входу и первому выходу с цепями проверяемь1Х защит, причем второй выход его подключен к первому и второму выходам блока запуска, второй выход которого соединен с первым входом блока связи (и этот блок содержит в себе элемент выдержки времени на возврат) , а первый выход блока запуска связи с первым входом блока управления, первый выход которого, как и выход элемента сигнализации, подключен к связи между вторым выходом блока связи и первым входом блока уставок, при этом первый выход блока связи соединен с вторым входом этого блока и с блоком питания, вход элемента сигнализации и второй вход блока контроля соединен с третьим входом блока связи, третий выход которого соединен с вторым входом блока уставок, причем блок уставок содержит тиристоры, включенные встречно-параллельно, и дополнительно соединен двумя прямыми и двумя обратными связями с блоком управления который, также дополнительно двумя прямыми и двумя . обратными связями соединен с блоком запуска, выход блока запуска соединен с входом фиксирурщего блока, а также введены обмотки трансформаторов связи блока уставок,имеющие несколько выводов. На чертеже изображена схема устройства. Устройство содержит блок 1 запуска, блок 2 управления, блок 3 уста5вок, блок k связи с элементами выдер ки времени на возврат, элемент 5 сиг нализации исправности блоков запуска и евязи устройства проверки, фиксирующий блок 6, блок 7 контроля токовой нагрузки номинального режима электроустановки, блокирующей устрой ство для проверки при авариях в электроустановке. Блок 1 запуска по первому и второ му входам соединен с выходом блока 7 контроля токовой нагрузки номинального режима электроустановки, второй выход блока запуска соединен с первы входом блока связи, а первый его выход связан с первым входом блока 2 управления. Выход блока 1 запуска со динен также с фиксирующим блоком 6. Блок 2 управления по выходу подключен к связи между блоком связи и бло ком уставок, а по входу связан с выходом блока 1 запуска и дополнительно блок управления двумя прямыми и двумя обратными связями связан с блоком 3 уставок, а также двумя прямыми и двумя обратными связями с бло ком 1 запуска. Блок 3 уставок двумя прямыми и двумя обратными связями связан с блоком 2 управления, а также по выходам через блок А связи с цепями проверяемых защит. Кроме того вход блока 3 уставок связан с выходом блока связи. Блок k связи соединен с входом блока 1 запуска, а по выходу - с источником переменного на пряжения, а также по выходам (количество их зависит от вида проверяемых защит) связан с цепями проверяемых защит и по входам с блоком 3 уставок. Далее блок связи по выходу связан также с цепями отключения про веряемых защит, а по входу - с выход ным элементом (выходным реле или т.п.) защит. Элемент 5 сигнализации исправности блоков запуска и связи устройства проверки по входу связан со связью между выходом блока k связ и входом блока 3 уставок, а по выходу - с источником переменного напряжения и входом блока связи. Фиксирующий блок 6 по входу связа с выходом блока 1 запуска, а по выходу - с источником питания. Блок 7 контроля токовой нагрузки номинально го режима электроустановки, блокирую щий устройство проверки при авариях в электроустановке по входу и выходу подключен к цепям проверяемых защит, а также дополнительно по выходу к 56 двум входам блока запуска и по входу связи - с входом элемента 5 сигнализации исправности блоков 1 и запуска и связи t источником переменного напряжения . Блок 1 запуска представляет собой, например, кнопку, тумблер или их сочетание , или полупроводниковые элементы, или реле. Например, реле-повторители или сами реле исполнения команды по телеуправлению, работающие с выдержкой времени на возврат, элементы, включаемые по телеуправлению, или программные устройства. Блок 2 управления представляет собой трансформатор с одной первичной и несколькими вторичными обмотками, а также сочетание конденсаторов, резисторов, диодов и т.п. Эта совокупность, например, образует схему управления тиристорами. Блок 3 уставок представляет собой тиристоры, включенные вторичнопараллельно, трансформатор связи, одна из обмоток которого (первичная или вторичная, или та и другая) имеет несколько выводов. При необходимости проверки защит, имеющих цепи напряжения, блок 3 может содержать в себе трансформатор с отпайками, например, на вторичной стороне. Начало обмотки с отпайками 1-10 В и далее от 100 В отпайки через 10 В. Первичная обмотка трансформатора питается напряжением с сочетанием фаз, обеспечивающих необходимый угловой сдвиг относительно тока. Вывод цепей напряжения защит осуществляется контактами реле блоков t или 1. Общая фаза питания устройства подается к трансформатору напряжения через контакт реле блока . Блок k связи представляет собой контактное устройство или реле, или их сочетание и т.п., элемент выдержки времени, конденсатор. , Элемент 5 сигнализации исправности блоков 1 и i запуска и связи устройств для проверки представляет собой устройство сигнализации, например лампу, табло или их сочетание, или светодиоды, или лампу в сочетании с реле и т.п. Блок 6 фиксирующий представляет собой,например, лампу или табло и сочетание нормально закрытых контактов реле проверяемых защит, или полупроводниковые элементы (дисгды, микросхемы и т.п.), сигнальное табло.
Блок 7 контроля токовой нагрузки номинального режима электроустановки блокирующий устройство для проверки при авариях электроустановки представляет собой, например, токовое реле, включенное в нулевой провод транформаторов тока, собранных по схеме неполной звезды. Для чувствительности в режиме АС при такой схеме соединения это может быть сочетание токового реле, включенного, как указано выше, и реле напряжения, включенного например, в обмотку разомкнутого треугольника трансформатора напряжения. Контакт реле напряжения включается последовательно с контактами токовых реле. Для увеличения надежности работы устройства для проверки его контакты могут быть сдвоены (запараллелены), например, в цепи отключения, или можно шунтировать через сопротивление обмотку выходного реле
Устройство работает следующим образом.
Проверяющий (на диспетчерском пункте) вводит в работу устройства телемеханики, которыми включается на подстанции блок 1 запуска. Для этого используют уже существующие устройства -телемеханики и- связи для целей телеуправления, телесигнализации. Или при ручном пуске нажимаюткнопку с самовозвратом (блок 1). Блок 1 запуска своими контактами замыкает цепи блока 2 управления, подготавливая тем самым к работе блок 3 уставок. Одновременно блок 1 запуска включает в работу блок k связи , который выводит цепи отключения электроустановки от защит из работы и подает напряжение (питание к устройству для автоматической проверки).
Блок 1 запуска включает в работу фиксирующий блок 6, лампы элемента 5 и блока 6 загораются. Имитирующие повреждение параметры токи (при необходимости напряжение) от блока 3 уставок поступают к проверяемым реле защиты, которые срабатывают. Срабатывает выходное реле защит. Причем это происходит только при несработавшем блоке 7 контроля, т,е. когда нагрузка по току электроустановки составляет 10-15% номинальной. При большей нагр;,зке блок 7 контроля срабатывает и запрещает проверку. Если во время проверки происходит повреждение электроустановки (например, короткое замыкание), блок 7 контроля
срабатывает и выводит из работы одновременно блок 2 управления и блок Ц связи.
При первом прохождении переменног ,тока через нулевое положение тиристоры закрываются так как управление снято. Реле блока 4 связи имеющее выдержку времени на возврат 0,01 с,уже при отсутствии тока через его контакты размыкаетцепи проверяемых защит от устройства проверки, замыкает цепи отключения коммутационной аппаратуры. Сработавшие защиты отключают повреждение в электроустановке.
Устройство проверки используется одно для проверки защит нескольких присоединений. Блок запуска (например, кнопка и т.п.), блок связи промежуточного реле и т.п. используются при этом отдельно для каждого присоединения. Срабатывание реле проверяемых защит фиксируется фиксирующим блоком 6 и указательным реле защит. После окончания проверки проверяющий , отпускает кнопку, например, с самовозвратом. Лампа фиксирующего блока 6 при срабатывании проверяемых реле (всех контролируемых устройств) и лампа элемента 5 сигнализации гаснут Результаты проверки устройствами телесигнализации и т.п. передаются на пункт проверки. При залипании, например, реле блока 4 связи, или неисправности, например, невозвращении в первоначальное исходное состояние блока 1 запуска после окончания проверки, элемент 5 сигнализации продолжает работать (горит лампа). Проверяющий производит возврат отказавших блоков (реле и т.п.) вручную, Безтоковая коммутация блока i свизи при проверках в отсутствие повреждения электроустановки происходит подобно тому, как отмечено выше о
Таким образом, устройство для проверки позволяет автоматически выводить из работы его при повреждении электроустановки во время проверки защит, вводить в работу цепи отклю чения защит и отключать защитами повреждение с минимальной выдержкой времени при этом 0,01 с, обусловленной выдержкой времени на возврат блока k связи, одновременно.обеспечивая безтоковую коммутацию этого блока. Проверка защит производится устройством с минимальным отклонением от уставки 5-15%. При этом не нужно дополнительных обмоток на трансформаторах тока или на входных трансформаторах реле, а также схем компенсации токов режима. Проверки защит производят после аварий (электроустановка уже отключена защитой) с целью выяснения работоспособности защиты и возможности пробного включения электроустановки (например, дистанционного с диспетчерского пунк та) или проверки работоспособности защит очередные (текущие), которые всегда можно проводить при минимальной нагрузке электроустановки( в часы минимума нагрузки, выходные праздничные дни и т.п.), существенны ограничений при проверках не производят. Устройство надежно в работе, недо рого, .с небольшим количеством типовы элементов. В нем предотвращается повреждение защит от длительного проте кания имитирующих повреждения токов и т.п. при неисправности реле блока связи, отказ защит при возникшем повреждении. Так как подача токов от устройства производится в токовые це пи защит, работоспособность этих цепей (как и трансформаторов тока) так же проверяется устройством за счет значительного сопротивления исправных трансформаторов тока по сравйени с сопротивлением проверяемых токовых реле и их цепей. При использовании для пуска устройств телемеханики или связи, уже существующих для целей телеуправления, телесигнализации, контакты, например, реле исполнения команды (или его повторителя) телемеханики, включаются аналогично (параллельно) контактом кнопки блока 1 запуска. При проверках электронных защит возможно подавать имитирующие параметры, например токи, во вторичные обмотки входных трансформаторов защиты. Габариты устройства при этом значительно уменьшаются. Однако не проверяют трансформаторы тока, токовые цепи от трансформаторов тока (вторичные), первичные обмотки входных трансформаторов защиты. В устройстве возможно применение элемента или их совокупности для последующего подключения устройства к защитам разных присоединений. Устройство применимо для защит, выпол-ненных на различной элементной базе (использование полупроводниковых эле ментов, интегральных микросхем и т.п с привязкой фиксирующего блока (путем использования в нем герконов, логических микросхем). Устройство, с целью увеличения надежности его работы, может содержать в себе элемент,- контролирующий время цикла проверки защиты. Контакт реле времени запускает блокирующий элемент, который, срабатывая своим нормально закрытым контактом, включенным последовательно с контактом блока 1 запуска в цепи блока 2 управления, выводит блок управления из работы. Тиристоры после спада полуволны переменного напряжения 0,01 с закрываются. Подача имитирующих повреждения токов к защите прекращается. Переменное напряжение (питание) к трансформатору регу- . лируемого напряжения устройства может подаваться от одной из фаз источника через нормально закрытый контакт реле повторителя цепей напряжения электроустановки. При проверке защит, чувствительных к форме кривой имитационного применяют двойную регулировку: грубую - отпайками трансформатора блока связи, например, его первичной, вторичной обмотки (чтобы ток через тиристоры был минимальным, переключение отпаек осуществляют контактными реле блока k связи), и точную - моментом открытия тиристоров, который задается блоком управления.При использовании в устройстве вместо блока контроля токовой нагрузки блока контроля положения коммутационной аппаратуры, связанного с ней (это, например, контакт уже существующего или вновь устанавливаемого реле положения масляного выключателя) , и дополнительно по выходу с входом блока связи, а по входу с выходом блока запуска и через диод с цепями отключения коммутационной аппаратуры, при этом блок связи, например, по выходу связан с АПВ, а по входу с цепями его запуска, устройство может быть использовано и для автоматической проверки работоспо собности выключателей, их приводов, АПВ, предохранителей в цепях включенмя, откгяочения, соединительных кабелей и т.п. Формула изобретения Устройство для автоматической проверки работоспособности релейной защиты без отключения электроустановки, содержащее блок запуска, блок управле11
ния, блок уставок, блок связи, соеди ненный с цепями проверяемых- защит, фиксирующий блок и блок питания, о т личающееся тем, что, с целью увеличения надежности работы, упрощения, удешевления устройства, в него дополнительно введены элемент сигнализации исправности блоков запуска и связи, блок контроля токовой нагрузки номинального режима электро установки, блокирующий устройство при авариях в ней, соединённый по первому входу и первому выходу с цепями проверяемых защит, второй выход его подключен к первому и второму входам блока запуска, второй выход которого соединен с первым входом блока связи, а первый выход блока за пуска связан с первым входом блока управления, первый выход которого, как и выход элемента .сигнализации, подключен к связи между вторым выходом блока связи и первым входом блока уставок, при этом первый выход блока связи соединен с вторым входом этого блока и с блоком питания, вход элемента сигнализации и второй вход блока контроля соединен с треть им входом блока связи, третий выход
45915 12
которого соединен с вторым входом блока уставок, причем блок уставок содержит тиристоры, включенные встречно-параллельно, и дополнительно соединен двумя прямыми и двумя обратными связями с блоком управления, который также дополнительно двумя прямыми и двумя обратными связями соединен с блоком запуска, выход блока запуска соединен с входом фиксирующего блока, а также введены обмотки трансформаторов связи блока уставок, имеющие несколько выводов.
Источники информации, ,5 принятые во внимание при экспертизе
1.Обзор существующего положения и рекомендации по разработке метода и средств технического обслуживания устройств релейной защиты высоко2р вольтных сетей. ОРГРЭС, 1976, с. 562.Межвузовский сборник научных трудов, Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта. МежвуJ зовский сборник научных трудов Релейная защита и автоматика устройств электроснабжения железных дорог. Ростов-на-Дону, вып. kk, 1978, с. 26-28.
.A.«e««f («m(i9t/« « w;
Pfnf It fft fl.
Ивтяап luutietf
ptAe iouuim.йм мпгмг
4 lK ИЩА
IMKMnrMI
