Автоматическое устройство для диагностирования релейной защиты

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для диагностики технического состояния релейной защиты и автоматики. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Контроль осуществляется с помощью микроЭВМ 22, в которую с помощью накопителя загружают программу проверки, на блок передачи управляющих сигналов 21 подаются команды управления. В результате на выходе формирователей напряжения 7 и тока 9 появляются сигналы напряжения, пропорциональные заданным напряжению и току с заданным сдвигом фаз. Сигналы срабатывания защиты поступят в микроЭВМ, где после их анализа и обработки в блоке отображения информации 17 появляется сигнал исправности или неисправности защиты. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для формирования в цепях проверяемой релейной защиты электрических параметров аварийных режимов работы защищаемого объекта, для фиксации реакции защиты на поданное воздействие и обработки полученной информации с целью диагноза технического состояния устройства релейной защиты и автоматики (РЗА). Целью изобретения является повышение достоверности контроля. На фиг. 1 приведена функциональная схема автоматического устройства для диагностирования релейной защиты; на фиг. 2 приведена упрощенная принципиальная схема устройства передачи управляющих сигналов и связь его с исполнительными реле; на фиг. 3 показана блок-схема алгоритма установки тока и напряжения; на фиг. 4 приведена упрощенная схема блока сбора диагностической информации (БСИ); на фиг. 5 показана укрупненная блок-схема алгоритма функционирования автоматического устройства для диагностирования релейной защиты. Автоматическое устройство для диагностирования релейной защиты и автоматики содержит: фазорегулятор 1, выполненный на основе заторможенного асинхронного двигателя, вход которого соединен с питающей сетью, а выход со входом регулятора напряжения 2, выполненного на основе регулируемого автотрансформатора и ступенчато-регулируемого трансформатора, соединенных последовательно, углом поворота ротора фазорегулятора 1 управляет электродвигатель постоянного тока 3 со схемой управления, соединенный с ротором фазорегулятора 1 через редуктор, выход регулятора напряжения 2 соединен со входом коммутатора цепей напряжения 4, выполненного с помощью пакетного переключателя, выход фазорегулятора 1 соединен также с входом режимного коммутатора 5, выполненного на электромагнитных реле, выход которого соединен с входом коммутатора цепей напряжения 4, выход которого соединен с входом выходного коммутатора 6, выполненного на электромагнитных реле, выход регулятора напряжения 2 подключен к входу формирователя напряжения, выполненного на основе многообмоточного трансформатора, выход формирователя напряжения 7 подключен на вход выходного коммутатора 6 и на вход датчика напряжения 8, выполненного на основе трансформатора напряжения и усилительного каскада на основе операционного усилителя. Регулятор тока 9, выполненный на основе дискретно регулируемого трансформатора, подключен к питающей сети, а его выход подключен к входу трансформатора тока 10, осуществляющего преобразование изменяющегося напряжения, поступающего с выхода регулятора тока 9 на вход трансформатора тока 10, выход трансформатора тока 10 подключен на вход датчика тока 11, выполненного, например, на основе шунта и усилительного каскада на операционном усилителе, токовый выход датчика 11 подключен на вход выходного коммутатора 6, а выход напряжения датчика тока 11 подключен на вход первого коммутатора 12 и на вход электронного фазоизмерителя 13. Выход датчика напряжения 8 также подключен на вход коммутатора 12, выполненного на электромеханическом реле, и на вход электронного фазоизмерителя 13, выполненного на микросхемах средней степени интеграции. Выход коммутатора 12 соединен с входом прецизионного выпрямителя 14, выполненного, например, на основе операционных усилителей, а выход выпрямителя 14 подключен на вход аналого-цифрового преобразователя 15, выполненного, например, на интегральной микросхеме серии К572, выходная шина которого соединена с внешней шиной данных порта ввода-вывода 16, выполненного, например, на микросхемах большой степени интеграции, а шина управления аналого-цифрового преобразователя 15 подключена к внешней шине управления порта ввода-вывода (ПВВ) 16. Выход электронного фазоизмерителя 13 подключен к внешней шине данных порта ввода-вывода 16, а входная шина электронного фазоизмерителя 13 подключена к внешней шине управления порта ввода-вывода (ПВВ) 16. К внешней шине данных и внешней шине управления порта ввода-вывода 16 подключены также блок отображения информации 17, выполненного, например, на основе прибора ПИУ-1 ("бегущая строка"), клавиатура 18, накопитель на магнитной ленте 19, блок сбора информации 20, вход которого подключен к контрольным точкам в схеме проверяемой РЗА, а также блок передачи управляющих сигналов 21. Порт ввода-вывода 16 соединен с микроЭВМ 22, выполненной, например, на основе микропроцессорного набора серии К580, выходная шина управляющих сигналов устройства передачи управляющих сигналов 21 подключена на входы электродвигателя 3, формирователя напряжения 7, выходного коммутатора 6, регулятора тока 9, трансформатора тока 10, коммутатора 12 и второго коммутатора 23, выполненного на элетромеханических реле, выход которого соединен с входом режимного коммутатора 5. Автоматическое устройство для диагностирования релейной защиты функционирует следующим образом. Оператор с помощью накопителя на магнитной ленте 19 загружает в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) микроЭВМ 22 исходную программу для диагностирования данного вида устройства РЗА, при работе в диалоговом режиме с помощью клавиатуры 18 отвечает на поставленные блоком отображения информации (БОИ) 17 вопросы. После окончания ввода исходных параметров начинается процесс настройки "Автоматического устройства диагностирования." под конкретное устройство РЗА. При этом на блок передачи управляющих сигналов БПУС 21 через порт ввода-вывода (ПВВ) 16 подаются команды управления (см. фиг. 2). Команда управления представляет собой код 12 разрядной шины данных и восьмиразрядной шины управления. Определенное сочетание шины данных и импульса по шине управления (в необходимых разрядах) вызовет переключение исполнительного реле. В качестве исполнительных реле используются дистанционные переключатели РПС-32. Использование исполнительных реле данного типа позволило отказаться от применения промежуточных запоминающих регистров, а также снизило потребляемую мощность. Как следует из фиг. 2, блок передачи управляющих сигналов 21 (БПУС) состоит из трех одинаковых блоков 24, 25, 26 и двенадцати блоков 27-38. Входы блоков 27-38 подключены к шине данных ПВВ.Блоки 27-38 позволяют выбрать, на какую из обмоток дистанционного переключателя (исполнительного реле) будет подан управляющий импульс. Блоки 24-26 подключены к шине управления ПВВ и предназначены для выбора конкретных групп исполнительных реле. Первая из этих групп является коммутатором токовых цепей, вторая коммутирует цепи напряжения, третья создает необходимую режимную коммутацию. В результате команд настройки собираются цепочки, коммутирующие формирователь напряжения ФН (7) и тока РТ (9) таким образом, что на выходе ФН 7 появится заданное напряжение, а на выходе РТ 9 напряжение, пропорциональное заданному току. Кроме того, исполнительные реле в блоке К2 (23) произведут (через режимный коммутатор 5) отключение трехфазной симметричной системы напряжения на выходе КН 4, а исполнительные реле в блоке выходного коммутатора ВК 6 произведут выбор необходимых фаз токовых цепей напряжения РЗА. Таким образом, в необходимые цепи РЗА будет подано заданное (приближенно) напряжение и ток через трансформатор тока ТТ 10 и датчик тока ДТ 11. Так как сопротивление нагрузки зависит от типа РЗА и других факторов, то в устройство введены элементы для измерения тока и напряжения ДТ 11 и ДН 8, выходы которых подключены через первый коммутатор К1 12 к входу активного выпрямителя 14, а с него на вход АЦП 15, который выходной шиной подключен к шине данных и шине управления порта ввода-вывода ПВВ 16. На фиг. 3 представлена блок-схема алгоритма установки выходных параметров. Кроме того, к выходам ДТ и ДН подключен электронный фазометр 13, представляющий собой логический элемент "исключающее ИЛИ", выход которого подключен к порту ввода-вывода ПВВ. По алгоритму, аналогичному приведенному на фиг. 4, микроЭВМ 22 производит управление двигателем 3 таким образом, чтобы ротор фазорегулятора 1 занял такое положение, при котором обеспечивается заданный угол между током и напряжением. На этом процесс настройки заканчивается, и после возврата РЗА в исходное состояние "Автоматическое устройство диагностирования." готово к подаче очередного воздействия. Для проведения диагностирования методом "временных интервалов" необходимо и достаточно иметь блок сбора информации (БСИ). На фиг. 3 показан алгоритм установки выходных параметров. В блоках 39-41 осуществляется преобразование требуемого значения напряжения (тока) в двоичный код К₃⁰. Полученный код К₃⁰ принимается за расчетный и на первом этапе поступает на регулятор напряжения (регулятор тока), а с его выхода напряжение (ток) подается в соответствующие цепи диагностируемой РЗА (блоки 42-44). Затем происходит измерение напряжения (тока), полученного на выходе устройства, и преобразование его в двоичный код (блок 45). Полученный код К_р¹ сравнивается с К₃⁰ (блок 46). Если коды совпадают или разность ΔК_iⁱ не больше заданной ошибки m, то К₃ запоминается и используется при подаче воздействия (блоки 47-49). Если полученный код К_рⁱ значительно отличается от К_з^о, то К_рⁱ увеличивается или уменьшается на ΔКⁱ и новый код К_зⁱ подается на устройство РЗА (блоки 50, 51, 44). При этом осуществляется проверка на максимально заданное число приближений n к К_з^о (блок 52) и на максимально возможный код К_зтал, который может быть сформирован устройством (блок 53). При выполнении условий в блоках 52 и 53 выдается сообщение оператору о необходимости изменить или точность задания (блок 54), или задаваемые параметры (блок 55). Алгоритм корректировки фазы аналогичен фиг. 3. На фиг. 5 приведена блок-схема алгоритма функционирования автоматического устройства для диагностирования релейной защиты. Устройство выполняет в автоматическом режиме следующие функции: формирует и подает на диагностируемую защиту тестовые воздействия: напряжения и токи заданных значений, сдвинутые по фазе на требуемый угол; измеряет время с момента подачи на релейную защиту сформированного тестового воздействия до моментов срабатывания защиты в целом и отдельных ее элементов; собирает информацию о состоянии заранее выбранных контрольных точек в структуре релейной защиты; обрабатывает полученную на каждом шаге проверки информацию, формируя коды неисправностей; выводит в цифровой форме коды реакций диагностируемой защиты на подачу тестовых воздействий, а по окончании тест-программы выводит на дисплей номер неисправности (по словарю дефектов). Таким образом, автоматическое устройство диагностирования РЗА является базовым звеном при создании единого аппаратно-диагностического комплекса для энергосистем и имеет широкие функциональные возможности, компактность и невысокая стоимость устройства диагностирования, кардинально меняет структуру эксплуатации релейной защиты и автоматики в плане сокращения трудоемкости и снижения требований к квалификации персонала, приводя в конечном итоге к повышению надежности функционирования энергосистем.

Формула изобретения

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ, содержащее микроЭВМ, связанную двунаправленными шинами через порт ввода-вывода с клавиатурой, накопителем на магнитной ленте, блоком отображения и блоком сбора информации, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, дополнительно введены последовательно соединенные фазорегулятор с электроприводом управления и регулятор напряжения, два коммутатора, формирователь напряжения, регулятор тока, трансформатор тока, датчик тока, датчик напряжения, коммутатор цепей напряжения, режимный коммутатор, выходной коммутатор, блок передачи управляющих сигналов, прецизионный выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь, электронный фазоизмеритель, при этом вход фазорегулятора предназначен для подключения к питающей сети, а выход соединен с первым входом режимного коммутатора, выход которого подключен ко второму входу коммутатора напряжения, выход которого подключен к первому входу выходного коммутатора, а выход регулятора напряжения подключен также к первому входу формирователя напряжения, выход которого подключен ко второму входу выходного коммутатора и входу датчика напряжения, выход которого соединен с первыми входами первого коммутатора и электронного фазоизмерителя, выходная шина которого подключена на внешнюю двунаправленную шину данных порта ввода-вывода, первый вход регулятора тока предназначен для подключения к питающей сети, а выход подключен через трансформатор тока к датчику тока, первый выход которого соединен с третьим входом выходного коммутатора, второй выход датчика тока подключен на второй вход первого коммутатора и на второй вход электронного фазоизмерителя, выход первого коммутатора через прецизионный выпрямитель подключен на вход аналого-цифрового преобразователя, выходная шина данных которого соединена с внешней шиной данных, подключенной к порту ввода-вывода, и с входами блока передачи управляющих сигналов, внешняя шина управления порта ввода-вывода соединена со вторыми входами блока передачи управляющих сигналов, третьим входом аналого-цифрового преобразователя, третьим входом электронного фазоизмерителя, с первым входом блока сбора информации, второй вход которого предназначен для подключения к цепям контролируемой защиты, выходная шина блока передачи управляющих сигналов соединена с входом электропривода фазорегулятора, с входом режимного коммутатора через второй коммутатор, со вторым входом формирователя напряжения, со вторым входом регулятора тока и трансформатором тока, с четвертым входом выходного коммутатора, с третьим входом первого коммутатора, выходы выходного коммутатора предназначены для подключения к токовым цепям и цепям напряжения релейной защиты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---