Устройство для защитного отключения в сети переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности, к релейной защите электрических систем, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1112467. Цель изобретения - повьш1ение надежности работы и удобства эксплуатации релейной защиты . Если в результате неисправностей элементов задержки 6 второй, третьей или любой из оставшихся ступеней защиты нарушится последовательность их работы и какая-либо последующай ступень сработает раньше предыдущих,то сигнал на втором прямом входе элемента И 27 с номером, на единицу меньшим номера неселективно сработавшей ступени, появится раньше, чем о (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (51)4 Н 02 Н 3/08 3/40 "--ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! с

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

19 17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1112467 (21) 3908814/24-07 (22) 11.06.85 (46) 07.12.86. Бюл. Р 45 (71) Уральский политехнический ино ститут им. С.М.Кирова (72) Л.A.Ëûñöîâà и В,П.Федотов (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1112467, кл. Н 02 Н 3/16, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛ10ЧЕНИЯ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности, к релейной

„„SU„„1275620 А 2 защите электрических систем, и является усовершенствованием изобретения по авт.св, 11 1112467. Цель изобретения — повьш|ение надежности работы и удобства эксплуатации релейной защиты. Если в результате неисправностей элементов задержки 6 второй, третьей или любой из оставшихся ступеней защиты нарушится последовательность их работы и какая-либо последующая ступень сработает раньше предыдущих,то сигнал на втором прямом входе элемента И 27 с номером, на единицу меньшим номера неселективно сработавшей ступени, появится раньше, чем

1275620

10 !

25 на его инверсном входе. Это вызовет появление сигнала на выходе данного элемента И 27, который через четвертый элемент ИЛИ 22 подается на вход органа 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке. Так, если вторая ступень защиты сработает раньше первой, то на втором прямом входе первого элемента И 27 сигнал появится раньше, чем на его инверсном входе и он срабатывает, Если третья ступень сработает раньше второй, то по тем же причинам сработает второй элемент И 27 и т.д, При этом работает орган 14 сигнализации о пеисправностях в формирующем блоке. Если же в схеме формирующего блока 4 имеются неисправности, приводящие к отказу в работе какой-либо одной или нескольких ступеней защиты сразу, то сигнал на выходах органов сигнализации 7 об их срабатывании не появится, следовательно, не будет сигналов на

3 Изобретение относится к электротехнике, в частности, к релейной защите электрических систем и является ,усовершенствованием устройства по .авт.св. 9 1112467, Цель изобретения — повышение на-дежности работы и удобства эксплуатации релейной защиты, На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для защитного отключения в сети переменного тока содержит измерительный блок 1, включающий пусковые токовые органы 2, количество которых равно числу ступеней устройства, и орган 3 направления мощности, формирующий блок 4, содержащий в каждой из ступеней элементы

И 5,. органы б временных задержек, органы 7 сигнализации о работе соответствующих ступеней, а также первый элемент ИЛИ 8, исполнительный орган 9, выполненный на элементе ЗАПРЕТ, первый.и второй элементы И 10 и 11, элементы НЕ.12, орган 13 сигнализации о срабатывании защиты,орган 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке, моностабильсвязанных с ними входах второго элемента И 11 и íà его выходе ° По истечении времени, большего времени работы последней ступени защиты,сигнал появится на выходе третьего элемента задержки 18 и через четвертый элемент ИЛИ 22 поступит на вход органа 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке, а через третий элемент ИЛИ 24 — на вход триггера 19.

Срабатывает орган 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке, а защита возвращается в исходное состояние и вводится в работу своими исправными ступенями. Таким образом, при самопроверках релейной защиты выявляются не только неисправности, которые вызывают отказы в срабатывании отдельных ступеней, но и неисправности,,приводящие к нарушению последовательности их работы в результате изменения временных пара0 метров. 1 ил. и ный элемент 15, первый, второй и.третий элементы 16-18 задержки, BS-триггер 19, второй, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ 20-23, разделительные диоды 24, счетчик 25 регистрации числа самопроверок защиты, орган 26 сигнализации о неисправностях в измерительном блоке и элементы И 27 с двумя прямыми и одним инверсным входами каждый, количество которых на единицу меньше числа ступеней защиты.

Устройство работает следующим образом, При включенном состоянии выключателя защищаемого обьекта, отсутствии на нем аварийной ситуации и исправном состоянии измерительного блока 1 сигналы на выходах последнего отсутствуют (исключение составляет выход органа 3 направления мощности, реагирующего на полную мощность, так как в нормальном режиме этот элемент может находиться в сработанном состоянии). Нет сигналов íà S-входе и выходе триггера 19, на входе и выходе второго элемента 17 задержки, на входах и выходах всех разде3 12756 лительных диодов 24, на входах (исключение могут представлять вторые входы элементов И 5 формирующего блока, связанные с выходом органа направления мощности) и выходе формирующего блока 4, на входе и выходе моностабильного элемента 15, ьа прямом входе исполнительного органа 9, нет сигналов на всех входах второго элемента И 11 и íà его выходе, на 1б входе и выходе третьего элемента 18 задержки, на всех входах третьего элемента ИЛИ 21 и его выходе, связанном с R-входом триггера 19. Отсутствуют сигналы на всех входах пятого элемента ИЛИ 23, на его выходе и входах первого элемента 16 задержки и элемента НЕ 12,На выходе первого элемента 16 задержки сигнала нет, а на выходе элемента НЕ 12 и первом, входе первого элемента И 10 сигналы есть, но на втором входе и выходе первого элементя И 10 сигналы отсутствуют, нет сигналов на прямых и инверсном входах всех элементов И 27 и на их выходах, на всех входах и выходе четвертого элемента ИЛИ 22, на обеих входах и выходе второго элемента ИЛИ 29,и инверсном входе исполнительного органа 9. Не работают орган 13 сигнализации о срабатывании защиты, орган 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке, орган 26 сигнализации о неисправностях в измерительном блоке и счетчик

25 регистрации числа самопроверок защиты.

Если в этом режиме в схеме формирующего блока 4 возникает неисправность, вызывающая появление сигнала на его выходе, то появляется сигнал на втором входе и выходе первого элемента И 10, на первом входе и выходе четвертого элемента ИЛИ 20 и связанном с ним инверсном входе исполцительного органа 9, на первом входе и выходе четвертого элемента

ИЛИ 22 и связанном с ним органе сигнализаций о неисправностях в формирующем блоке 14, на входе и выходе моностабильного элемента 15 и связанном с ним прямом входе исполнительного органа 9. Защита не работает на отключение, так как сигнал на выходе исполнительного органа 9 отсутствует, а подается сигнал о неисправности в формирующем блоке, Второй элемент И 11 в этом режиме работает, так как сигналы поступают только на

20 два его входа, связанные с выходом моностабильного элемента 15 и с выходом органа сигнализации неисправной ступени формирующего блока 4.

При возникновении в этом случае внешнего короткого замыкания, вызывающего срабатывание некоторых пусковых токовых органов измерительного блока 1, сигнал с инверсного входа исполнительного органа 9 .снимается, так как появляются сигналы на входах пятого элемента ИЛИ 23, связанных с выходами сработавших пусковых органов, на его выходе и входе элемента НЕ 12, исчезает сигнал на выходе последнего и связанном с ним входе первого элемента И 10, на выходе этого элемента, на первом входе и выходе второго элемента ИЛИ 20, Но защита не действует на отключение выключателя, так как не будет сигнала и на прямом входе исполнительного органа 9, который исчезает о выхода моностабильного элемента 15 через время, достаточное для действия . защиты на отключение, после подачи его на вход этого элемента. Первый элемент 16 задержки не успевает сработать, и сигнал о неисправности в измерительном блоке не появляется, так как время задержки на нем больше времени действия резервных зашит смежных элементов.

При внешнем коротком замыкании, когда ликвидация повреждения происходит защитами поврежденного элемента, кратковременно срабатывают пусковые токовые реле измерительного блока 1, реагирующие на внешние замыкания. Сигнал с выхода наиболее чувствительного пускового токового органа 2 последней ступени защиты подается на Я-вход триггера 19, а с его выхода — на вход втор го элемента 17 задержки. После отключения внешнего короткого замыкания, сигнал с $-входа триггера 19 снимается, но на его прямом выходе он запоминается до момента поступления сигнала на

R-вход. Через время, большее времени надежного отклонения устойчивого внешнего короткого замыкания резервными зашитами при неуспешном АПВ, появляется сигнал на выходе второго элемента 17 задержки и подается на вход третьего элемента 18 задержки, на первые прямые входы всех элементов И 27, через второй вход второго элемента ИЛИ 20 - на инверсный вход

1275620 б з- сле срабатывания второй ступени на инверсный вход второго элемента

И 27 и второй прямой вход первого элемента И 27 и т,д, После срабатывания последней ступени защиты а- сигнал с выхода ее органа 7 сигнализации подается на второй прямой вход последнего элемента И 27, на инверсный вход которого ранее посту1О пил сигнал с выхода органа сигнализации предпоследней ступени.

Если в указанном режиме в схеме формирующего блока 4 имеются неисправности, приводящие к отказу в работе какой-либо одной или нескольких ступеней защиты сразу, то сигнал на выхоцах органов 7 сигнализации аб их срабатывании не появляется, следовательно, не будет сигналов на связанных с ними входах второго элемента И 11 и ««a era выходе, По истечению времени, боль«1,его времени работы последней ступени защиты, .сигнал появляется на выходе третьего элемента 18 задержки и через четвертый элемент ИЛИ 22 поступает на вход органа сигнализации о неисправностях в формирующем блоке 14, а через третий элемент ИЛИ 24 — на

В-вход триггера 19. Срабатывает орran сигнализации о неисправностях в формирующем блске 14, а защита возвращается в исходное состояние и вводится в работу своими исправными ступенями.

5 исполнительного органа 9 и через ра делительные диоды 24 — на все входы элементов И 5 формирующего блока 4, При исправном состоянии формирующего блока 4 сигналы появляются на выходах органов 7 сигнализации о ср батывании первой, затей второй и так далее до последней ступени, поступают на входь« первого элемента ИПИ 8 формирующего блока и с его выхода через моностабильный элемент 15 приходят на прямой вход исполнительного органа 9, Но исполнительный орган не работает, так как имеется сигнал и на его инверсном входе, С выхода моностабильного элемента 15 и с выха дов органов сигнализации о срабатывании отдельных ступеней 7 формирующего блока 4 сигналы поступа«от на все входы второго элемента И 11, с выхода которого подается сигнал на вход счетчика 25, регистрирующего число самапроверак защиты, и через третий элемент ИЛИ 21 — на Б-вход триггера 19. Срабатывает счетчик, исчезает сигнал на вьг.:оде BS-триггера 19, на входе и выходе второго элемента 17 задержки, на всех входах элементов И 5 формирующего бло ка 4 и на его выходе, на входе и вьгсоде моностабильного элемента 15, па прямом входе испалн««тель««ого органа 9, иа входе третьего элемента

18 задержки, на входе и выхов,е второго элемента ИЛИ 20, ««а прямоь«и ш«версном вхоцах исполнительного ор- З5 гана 9, на входах и выходе второго элемента И, l l, на входе и выходе третьего элемента ИЛИ 21, на входе счетчика 25 и H-входе триггара 19.

Защита возвращается в исходное состояние и вводится в работе, Первый

16 и третин элемент 18 задержки в этом случае не работают,, так как время их действия больше времени работы последней ступени защиты. Не 45 появляются сигналы и на выходах всех элементов И 27, так как при последовательном срабатывании всех ступеней защиты сигналы с «зыходов их органов 7 сигнализации подаются на 50 инверсные входы всех элементов И 27, причем сигнал на инверсном входе каждого из н««х появляется раньше, чем на втором прямом входе, Так, например, после срабатывания первой S5 ступени сигнал r выхода ее органа

7 сигнализации поступает на инверсный вход первого элемента И 27,поЕсли в результате неисправностей элементов 6 задержки.второй, третьей или любой из оставшихся ступеней защиты нарушается последовагельность их работы и какая-либо последующая ступень срабатывает раньше предыдущих, то сигнал на втором прямом входе элемента И 27 с номером, HB единицу меньшим номера неселективно сработавшей ступени, появляется раньше, чем íà его инверсном входе. Это вь«зь«вает появле««ие сигнала на выходе данного элемента И 27, который через четвертый элемент ИЛИ 22 подается на вход органа 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке. Так, например, если вторая ступень защиты срабатывает раньше первой, то на втором прямом входе первого элемента И 27 сигнал появляется раньше, чем на его инверсном входе, и он срабать«вает. Если третья ступень срабатывает раньше второй, то

l2 по тем же причинам срабатывает второй элемент И 27 и т.д ° При этом работает орган 14 сигнализации о неисправностях в формирующем блоке, Таким образом, при самопроверках релейной защиты выявляются не только неисправности, которые вызывают отказы в срабатывании отдельных ступеней, но и неисправности, приводящие к нарушению последовательности их работы в результате изменения временных параметров..

Если в нормальном режиме работы защищаемого объекта появляется неисправность в измерительном блоке 1 вызывающая появление сигнала на выходе одного из токовых пусковых органов 2, то сигнал через пятый элемент

ИЛИ 23 поступал на вход первого элемента 16 задержки, а с его выхода после истеченйя времени, большего времени действия последней ступени защиты — на вход органа сигнализации о неисправностях в измерительном блоке 26 и через третий элемент ИЛИ 21— на R-вход триггера 19, Срабатывает орган сигнализации о неисправностях в измерительном блоке 26, а режимы самопроверки защиты запрещаются. Поэтому в случае возникновения указанной неисправности в пусковом органе 2 последней ступени защиты самопроверка ее производиться не будет.

Аналогично действует устройство при невозврате пусковых токовых органов в исходное состояние после действия защиты на отключение, При коротких замыканиях в зоне работы защиты и действия ее на отключение в качестве основной или резервной наиболее чувствительный пусковой токовый орган 2 последней ступени также срабатывает, и, сигнал с его выхода подается на S-вход триггера 19, запоминаясь на его выходе. Однако при действии защиты на отключение по цепи любой из ступеней появляются сигналы на выходе формирующего блока 4, и через моностабильный элемент 15 сигнал подается на прямой вход исполнительного органа 9, на инверсном входе которого сигнал в данном случае отсутствует, так как в результате срабатывания пусковых токовых органов измерительного блока 1 сигналы с их выходов через пятый элемент ИЛИ 23 подаются на вход элемента НЕ 12, на выходе которого и связанном с ним

75620

1О

40

50

8 входе первого элемента И 10 сигнал исчезает, На втором входе первого элемента И 10, связанном.с выходом моностабильного элемента 15, сигнал появляется, но на выходе первого эле- . мента И 10 на входах и выходе второго элемента ИЛИ 20 и инверсном входе исполнительного органа 9 сиг налов не будет, Сигнал с выхода псполнитсльного органа 9 подается на вход выключателя, вход органа 13 сигнализации о срабатывании защиты и через третий элемент ИЛИ 21 — на

R-вход триггера 19. Происходит отключение выключателя, появляется сигнал о срабатывании защиты, и исчезает сигнал с выхода.R-триггера 19.

Второй элемент.17 задержки в этом случае не успевает сработать. Так как отключение короткого замыкания происходит по цепи одной из ступеней, сработавшей первой, тО второй элемент И 11 и счетчик 25 не работают. На выходах элементов И 27 сигналы в этом случае не появляются, так как они отсутствуют на их первых прямых входах, связанных с выходом второго элемента 17 задержки, хоГгя на втором прямом входе какого-либо из элементов И 27 сигнал может появиться при отсутствии его на инверсном входе. Так, например, при дейст- вии защиты на отключение по цепи второй ступени сигнал с выхода ее органа сигнализации поступает на второй прямой вход первого элемента

И 27, на инверсном входе которого сигнала пет, но так как отсутствует сигнал и на первом прямом входе этого элемента, то он не работает.

Также работает устройство и при внешних коротких замыканиях, когда

Ф зашиты поврежденного элемента отказывают в действии, и ликвидация повреждения происходит резервными ступенями данной зашиты.

Таким образом, при замыкании на защищаемом элементе, а также при внешних коротких замыканиях, сопровождающихся отказом в действии защит поврежденного элемента, устройство действует на отключение, выключателя и на сигнал.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность работы релейных защит благодаря своевременному обнаружению неисправностей в их скемах, приводящих к нарушению последовательности действия

275620

Формула изобретения

Составитель Л.Васькова

Редактор Н,Яцола Техред М.Коданич Корректор Т.Колб

Заказ 6574/50 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д„ 4/5

1 Э Э Э

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 1 отдельных ступеней эа счет изменения временных параметров элементов задержки и могущих вызвать неселективное действие зашиты на отключение неповрежденного элемента при внешних коротких замыканиях. Повышается также и удобство эксплуатации такой за» щиты, так как расширяются возможности ее автоматического контроля.

Устройство для защитного отключения в сети переменного тока по авт.св, У 1112467, о т л и .ч а ю « щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и удобства эксплуатации, дополнительно введены логические элементы И с двумя пря" мыми и одним инверсным входами каждый, количество которых на единицу меньше числа ступеней защиты, а число входов четвертого элемента ИЛИ увеличено на количество вновь введенных элементов И, причем выход каждого из них подключен к одному из вновь введенных входов четвертого элемента ИЛИ, инверсные входы соединены

10 с выходами органов сигнализации ступеней защиты, имеющих те же порядковые номера, что и вновь введенные

Ъ элементы И, вторые прямые входы соединены с выходами органов сигнализации ступеней с номерами на единицу большими, а первые прямые входы всех вновь введенных элементов И подключены к выходу второго элемента задержки.