Устройство для проверки исправности дублированных реле защиты Советский патент 1983 года по МПК H01H69/01 

Иаобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в дублированных устройствах релейной защиты. . Одним из путей повышения надежности устройств релейной защиты явл ется проведение их эксплуатационных проверок. Известны реле,выполненные на мик роэлектронной базе, преобразующая часть которой представляет собой дв входовой параметр, на выходе которо го включена интегрирующая RC-цепь. При этом к одному входу компаратора подключен выход воспринимающей части реле, а к второму входу - источник опорного сигнала. Указанная ресшизация преобразующей части позвол ет обеспечить высокую помехоустойчи вость реле при малых временах срабат вания и возврата 1. Однако в ряде случаев надежность указанного реле может оказаться недостаточной, что вызывает необходимость дублирования реле. Наиболее близким по технической : сущности к предлагаемому является реле, которое содержит два одинаковых измерительных органа, выходы ко торых объединены логической схемой ИЛИ. Кажддай из измерительных органов содержит воспринимакндую часть,, представляющую собой промежуточный трансформатор тока, преобразующую часть, на входе которой включен компаратор сигналов, сравнивающую и исполнительные части. Для обеспечения проверки реле в его состав введены коммутационные элементы (по одному на каждый измерительный орган), посредствсяи которых входы преобразующих частей реле подключены в режиме контроля к цеп5гм напряжения питания, а также коммутационный элемент, исключающий действие выходных контактов реле во внешние цепи при проверке. Такое решение позволяет без дополнительных коммутаций во входных цепях осуществлять проверку реле при отсутствии входного тока, превышающего его ток срабатывания, и является приемлемым для реализации контроля реле, срабатывание которых происходит лишь при аварии на защищаемом энергетическом объекте и которые длительно находятся в несработанном состоянии 2. Однако применение указанного реле ограничивает возможности его проверки, которое длительно может быть как в несработанном, так и в сработанном .состоянии, например реле тока для устройств резервирования при отказе выключателей (УРОВ),вследствие чего могут возникнуть трудности с осуществлением проверок этих реле в тр буемые сроки. Все это приводит к снижению надежности функционировани реле. Цель изобретения - повышение надежности реле и улучшение визуально наблюдения за результатами контроля Указанная цель достигается тем, . что в устройстве для проверки испра ности дублированных реле защиты, со держащем два одинаковых измерительных органа, включающих измерительные преобразователи, двухвходовые компараторы источники опорных сигналов, элементы сравнения, выходы которых подключены к входам элемента И, коммутационные элементы и исполнительный орган, выход элемента сравнения одного из измерительных органов подключен через коммутаЦион ный элемент к инвертирующему входу компаратора второго измерительного органа, а выход элемента сравнения второго измерительного органа подключен через второй кo /lмyтaциoнный элемент к неинвертирующему входу ком паратора первого измерительного органа. Кроме того, выходы элементов срав нения измерительных органов могут быть подключены к коммутационным эл ментам также через блоки задержки. На фиг. 1 и 2 приведены функциональные схемы предлагаемого устрой ства; на фиг. З-б - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит подключенные к датчикам напряжения или тока два измерительных органа 1 и 2, каждый из которых включает в себе измерител ные преобразователи 3 и 4,преобразующие блоки, на входе которых включены двухвходовые компараторы 5 и 6 элементы 7 и 8 сравнения,источники 9 и 10 опорных сигналов, элемент М 11, а также исполнительный орган 12. Элемент И И при необходимости может выполнять и функцию ИЛИ. Выход элемента 7 сравнения через замыкающий коммутационный элемент 13 объединен с инвертирующим входом компаратора 6, а выход элемента 8 сравнения через замыкающий коммутационный элемент 14 с инвертирующим входом компаратора 5, К выходу логического элемента И (ИЛИ) 11 подключен через коммутационный, элемент 15 исполнител ный орган 12. Реле работает следующим образом. Когда реле находится в рабочем режиме, контакты коммутационных элементов 13 и 14 разомкнуты, а контакт элемента 15 замкнут, вследствие чего эти элементы не оказывают влияния на работу реле. Входные сигналы от измерительных датчиков тока или напряжения через измерительные преобразователи 3 и 4 поступают к компараторам 5 и 6, которые, сравнивая входной сигнал с опорным, формируемым источниками 9 и 10, преобразовывают входной сигнал в последовательность прямоугольных импульсов. Прямоугольный импульс принимает значение U , если входной сигнгш превышает опорный, и и,, если входной сигнал меньше опорного. Помимо компаратора в состав измерительных органов могут входить и другие функционируекые блоки, например, к выходу компаратора может |быть подключен интегратор. С выходов компараторов 5 и 6 сигналы поступают на входы элементов 7 и 8 сравнения. При отсутствии требования к срабатыванию реле элементы 7 и 8 сравнения находятся в нёсработанном состоянии, ч-то обеспечивает отсутствие срабатывания логического элемента 11. При появлении трэбования к срабатыванию реле изменяются значения сигналов на выходах компараторов 5 и 6, что приводит к срабатыванию элементов 7 и 8 сравнений и изменению состояния выхода логического элемента 11. При переводе измерительного электрического реле в режим проверки происходит замыкание контактов коммутационных элементов 13 и 14, что приводит к образованию цепей, обратных связей, а также размыкание контакта элемента 15, что исключает действие проверяемого реле на внешние цепи. В зависимости от наличия входного сигнала, превышающего уставку реле, а также от состояния исправности входящих в состав реле измерительных органов в процессе проверки реле может функционировать различным способом. Ряд примеров поведения реле приведено ниже. 1.Входной сигнал превышает уставку реле, оба измерительных органа исправны. При этом сигналы на выходе элемента 7 сравнения Ug7, элемента 8 сравнения Ugg и логического элемента 11 Uj, равны логической 1. (Здесь и далее для однозначности считаем, что логический элемент представляет собой элемент И). Пусть в момент времени Ъ(фиг. 3) произошло замыкание коммутационных элементов 13 и 14. С выходов элементов 7 и 8 сравнения логические сигналы Ч подаются на первый вход компаратора 5 и на второй вход компаратора 6. под действием сигнала с выхода элемента 7 сравнения изменяется сигнал на выходе компаратора 6, что .обеспечивает возврат, появление логического сигнала О и элемента 8 сравнения. Время возврата элемента 8 tg i t опреде ляется хйрактеристиками блоков 6 и 8 Появление логического сигнала на выходе блока .8 обеспечивает появление О и на выходе блока9, Логический сигнал О с выхода эле мента 8 сравнения подается на первый вход компаратора 5, что приводит к изменению сигнала на выходе блока 5 и к возврату элемента 7 сравнения через время t. t, - t,. которое определяется характеристиками блоков 5 и 7. Сигнал на выходе элемента 7 сравнения становится равным логическсмиу . На выходе логическосигналуго элемента 11 сохраняется логический сигнал О. На второй вход ком паратора блока б поступает логический сигнал О с выхода элемента 7 сравнения. Происходит срабатывание второго измерительного органа со временем срабатывания t. -t ко торое определяется характеристиками блоков 6 и 8, и изменяется сигнал на выходе элемента 8 сравнения с логического сигнала О на логический сигнал . Сигнал на выходе логического элемента 11 остается неизменным. На первый компаратор блока 5 п;ёрвого измерительного органа начинает поступать логический сигнал i вследствие чего измерительный орган через время - которое определяется Характеристиками блоков 5 и.7, переходит в сработанное состояние: на выходе элемента 7 сравнения появляется логический сигнал Ч, При этом изменяется состояние выхода элемента И 11. На выходе блока 11по является логический О . Далее на второй вход компаратора 6 начинает поступать логический сигнал с выхода элемента 7 сравнения, блок 8 возвращается и т.д. Таким образом, в режиме контроля проверяемое реле функционирует как .автогенератор прямоугольных 2. Входной сигнал меньше уставки реле, оба измерительных органа иоправны. При. этом выходные сигналы элементов 7 и 8 сравнения и элеМента И 11 равны логическому О (Фиг При замыкании в момент t коммута.ционных элементов 13 и 14 под действием логического сигнала ступающего с выхода блока 7, изменяется сигнал на выходе компаратора 6 что приводит через время к срабатыванию элемента 8 сравнения .При срабатывании на выходе блока 8 появляется логический сигнал ,, который, воздействуя на блок 5, Ьбес печивает через врется срабатывание блока 7. Срабатывание блока 7, в свою очередь, приводит к возврату блока 8 и т.д., т.е. так же,. как и в ранее расмотренном случае возникает процесс автогенерации. 3.Входной сигнал меньше уставки реле. Второй измерительный орган исправен, а в блоках 5 и 7 первого измерительного органа возникает неисправность, приводящая к отказу в срабатывании этого органа. В исходном режиме на выходах блока 7-9 имеют место логические сигналы О (фиг. 5). Наличие логического сигнала О на выходе блока 7 обеспечивает при замыкании кo lyтaциoнных элементов 13 и 14 срабатывание второго измерительного органа: на выходе блока 8 .через время tq,. t/2.-t, появляется логический сигнал . При отсутствии неисправностей наличие логического сигнала 1 на выходе блока 8 обеспечивает срабатывание блока 7, однако из-за пррисшевщего отказа в срабатывании блок 7 несмотря на появление требуемого выходного сигнала блока 8 свое состояние не изменяет. Указанное обстоятельство приводит к срыву процесса автогенерации.. . 4.Входной сигнал меньше .уставки реле. Второй измерительный орган исправен, в блоках первого из-, мерительного органа возникает неисправность , приводящая к ложному .срабатыванию этого органа. При указанных условиях на-выходе блока 7 имеет место логический сигнал , а на выходах блоков 8 и 9 логические сигналы (фиг. 6). Наличие логического сигнала Ч на выходе блока 7 исключает срабатывание второго измерительного органа, . ;а наличие логического сигнала О на .выходе блока 8 дополнительно к существующей неисправности обеспечивает пребывание первого измерительного органа в сработанном состоянии. Указанное обстоятельство приводит к тому, что процесс автогенерации не возникает. Как видно из рассмотренных выше пригЛеров, независимо от того, превышает ли входной Сигнал уставку реле или не превышает, при отсутствии в реле неисправностей в режиме проверки реле начинает работать как автогенератор прямоугольных импульсов, периодически пребывая то в сработанном, то в несработанном состоянии. Если же в реле возникла неисправность, то автогенерация не .возникает: реле устойчиво находится или в сработанном, или в несработанном состоянии. Отсутствие автогенерации свидетельствует о неисправности проверяемого реле .

Контроль за состоянием реле в режиме проверки, т.е. фиксация наличия Или отсутствия автогенерации, может осуществляться либо посредством специального прибора, например осциллографа, подключаемого к выходу реле, либо, если реле содержит элемент индикации, посредством визуального наблюдения за этим элементом. В отдельных случаях при малых временах срабатывания и возврата реле визуальное наблюдение может быть затруднено:изза высокой частоты автогенерации. В этих случаях для улучшения условий визуальногонаблюдения последовательно с коммутационными элементами 13 и 14 могу-т быть включены блоки 16 и 17 временной задержки (фиг. 2). При этом частота автогенерации уменьшается, так как ее значение определя- ется не только временами срабатывания и возврата реле, но и характеристиками блоков задержки.

Проверки в предлагаемом устройстве могут осуществляться независимо от значения входного сигнала без использования дополнительной проверочной аппаратуры, что, позволяя проводить указанные проверки в требуемые сроки, дает возможность повысить надежность функционирования реле в услових эксплуатации.

Формула изобретения

1. Устройство для проверки неправности дублированных реле защиты, содержащее два одинаковых измерительных органа, включающих измерительные преобразователи, двухвходовые компараторы, источники опорных сигналов, элементы сравнения, выходы которых подключены к входам, например, элемента И, коммутационные элементы -и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышени Надежности, выход элемента сравнения одного-из измерительных органов подключен через коммутационный элемент к инвертирующему входу компаратора второго измерительного органа, а выход элемента сравнения второго измерительного органа подключен через второй коммутационный элемент к неинвертирующему входу компаратора первого измерительного органа.

2. Устройство по п. 1, о т л ичающе еся тем, что, с целью улучшения визуального наблюдения за результатами контроля, выходы элементов сравнения измерительных органов подключены к коммутационным элементам через блоки задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Нудельман Г.С. Измерительное реле тока на операционных усилителях.- Электротехническая промышленность, вып. 6 (82), 1979.

2.Малый А.П. и Нудельман Г.С. Токовая защита ТЗ-750.- Электротехническая промышленность, сер. Аппараты низкого напряжения, вып. 9(67 1977.