Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления



Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления
Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2580793:

Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" (RU)

Изобретение относится к способам измерения и оценки состояния дискретных входов (ДВ) устройств релейной защиты и автоматики (РЗА). Техническим результатом является повышение надежности работы ДВ в части предотвращения отказов срабатываний и ложных срабатываний. Для этого в рамках способа предложен контроль падения напряжения на самом ДВ и уровня напряжения питания устройства с последующим учетом указанного напряжения при определении состояния ДВ. Это реализовано путем корректировки напряжения, подаваемого на два пороговых элемента с варьируемыми в зависимости от уровня постоянной составляющей напряжения питания устройства РЗА уставками, а также с помощью применения блокировки по уровню изменения указанного выше расчетного напряжения. Для заявленного способа предложено устройство ДВ, содержащее в себе помимо двух пороговых элементов и входного согласующего модуля дополнительны элементы: расчетный модуль, блокирующий модуль и логический модуль. 2 н.п. ф-лы, 19 ил.

 

Заявляемое техническое решение относится к электротехнике и может быть использовано при создании устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), применяемых на энергетических объектах различного класса напряжений.

По результатам проведенного анализа очерчен текущий технический уровень реализации дискретных входов (ДВ), применяемых в устройствах РЗА.

Известен способ ввода дискретного сигнала и устройство для его осуществления в различных устройствах РЗА и других системах сбора дискретной информации, который основан на применении оптрона (порогового элемента), обеспечивающего сравнение текущего уровня падения напряжения на ДВ с заданным. [Полезная модель RU 53048 G08C 19/18 2006.01 «УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ДИСКРЕТНЫХ ИСТОЧНИКОВ СИГНАЛОВ»; Захаров О.Г., Козлов В.Н., «Цифровые устройства центральной сигнализации» часть 1. // Москва, НТФ «Энергопресс», «Энергетик», 2009, с. 26-27; Руководство пользователя «1-7000 DIO Manual»]. Помимо оптрона для согласования уровней сигналов, обеспечения требуемого тока режекции, а также реализации электромагнитной совместимости (ЭМС) фильтров применяют наборы варисторов, резисторов, диодов, конденсаторов и других элементов.

Недостатком известного технического решения является контроль состояния ДВ только по одному критерию - уровню падения напряжения на ДВ, задаваемому без учета текущего значения напряжения питания и состояния сети оперативного постоянного тока (СОПТ). Это приводит к ложным срабатываниям ДВ при попадании переменного напряжения в СОПТ, а также при замыкании на землю в кабеле, соединяющем ДВ с управляющим контактом (УК), наблюдающемся при существенном различии сопротивлений изоляции отрицательного и положительного полюсов сети. Кроме этого существует вероятность отказа срабатывания ДВ при снижениях напряжения питания до уровней в 77% от его номинального значения или ниже.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ ввода дискретного сигнала и устройство для его осуществления на основе применения двух оптронов (пороговых элементов) с различными пороговыми значениями (Захаров О.Г., Козлов В.Н., «Цифровые устройства центральной сигнализации» часть 1. // Москва, НТФ «Энергопресс», «Энергетик», 2009, с. 29;). Срабатывание обоих пороговых элементов (чувствительного и грубого) указывает на замыкание УК. Срабатывание только чувствительного порогового элемента указывает на замыкание на землю кабеля, соединяющего ДВ с УК.

Недостатком известного решения является сохранение одного жесткого критерия определения состояния ДВ, а именно по уровню падения напряжения на ДВ, задаваемому без учета текущего значения напряжения питания и состояния СОПТ. Это приводит к ложным срабатываниям ДВ при попадании переменного напряжения в СОПТ, а также при замыкании на землю в кабеле, соединяющем ДВ с УК, наблюдающемся при существенном различии сопротивлений изоляции отрицательного и положительного полюсов сети, что приводит в рамках переходного процесса при замыканиях на землю к приложению к ДВ уровней напряжений, превышающих 77% от номинального напряжения питания. Кроме этого существует вероятность отказа срабатывания ДВ при снижениях напряжения питания до уровней 77% от его номинального значения или ниже.

Задача, на решение которой направленно заявляемое техническое решение, заключается в создании способа ввода дискретного сигнала и устройства для его осуществления, позволяющих устранить недостатки известных способов и устройств на его основе, которые приводят к ложным срабатываниям ДВ, а также к их отказам.

Техническим результатом является повышение надежности работы ДВ в части предотвращения отказов срабатываний и ложных срабатываний.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты, при котором напряжение, поданное на дискретный вход Uдиск, сравнивают с заданными пороговыми значениями и в зависимости от результатов сравнения формируют на выходе дискретного входа сигналы о состоянии управляющего контакта и замыкания на землю, принимающие два возможных состояния «истина» или «ложь», и считывают далее устройством релейной защиты, пороговые значения изменяют пропорционально постоянной составляющей измеренного значения напряжения оперативного постоянного тока Uпит_пост, служащего источником питания для устройства релейной защиты, в соответствии с соотношением

Uуст=n1Uпит_пост,

где Uуст - уставка грубого/чувствительного порога срабатывания ДВ устройства РЗА;

n1 - коэффициент отстройки, варьируемый в диапазоне 0,54-0,8 для грубого порога и - 0,10-0,00 для чувствительного порога;

Uпит_пост - постоянная составляющая напряжения питания устройства РЗА, определяемая в соответствии с соотношением

где t - текущее значение времени;

Uпит - напряжение питания устройства РЗА, определяемое в соответствии с соотношением Uпит=Uпит_пост+Uпит_пер,

где Uпит_пер - переменная составляющая напряжения питания устройства РЗА;

причем напряжение, поданное на дискретный вход Uдиск, перед сравнением с пороговыми значениями фильтруют с учетом гармонических составляющих, присутствующих в измеренном значении напряжения питания устройства РЗА Uпит, и получают расчетное напряжение ДВ Uрасч по формуле

,выполняют блокировку ДВ по уровню изменения расчетного напряжения Upacч за шаг дискретизации в соответствии с соотношением ,

где Uрасч - значение расчетного напряжения на ДВ, полученное на предыдущем расчетном шаге;

Uдиф_уст=0,01пит_пост - уставка по скорости изменения рассчитанного значения напряжения ДВ.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство ввода дискретного сигнала, предназначенное для реализации заявленного способа, содержащее входной согласующий модуль, к одному входу которого подведено измеренное значение падения напряжения на ДВ Uдиск, а ко второму - измеренное напряжение питания устройства РЗА Uпит, два пороговых элемента, грубый и чувствительный, введены расчетный модуль, блокирующий модуль и логический модуль, при этом выходы входного согласующего модуля подключены к входам расчетного модуля, выход Uрасч которого подключен к входам каждого из пороговых элементов и блокирующего модуля, а их выходы - к входами логического модуля, выходы которого являются выходами заявляемого устройства.

Сущность предлагаемого способа поясняется схемами, зависимостями и графиками изменения расчетного напряжения и его скорости, представленными на рисунках. Указанные рисунки не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного способа и реализованного на его основе аналогового решения, а являются лишь иллюстрирующим материалом для частного случая исполнения, где на фиг. 1 представлена схема замыкания кабеля, соединяющего ДВ с УК на землю в СОПТ с изолированной нейтралью; фиг. 2 - схема замыкания кабеля, соединяющего ДВ с УК на землю в СОПТ с заземленной нейтралью; фиг. 3 - схема попадания переменного напряжения в СОПТ с изолированной нейтралью; фиг. 4 - схема попадания переменного напряжения в СОПТ с заземленной нейтралью; фиг. 5 - график зависимости соотношений напряжений отрицательного и положительного полюсов СОПТ, измеренных относительно земли, к соотношению сопротивлений изоляции соответствующих полюсов; фиг. 6 - график зависимости соотношений напряжений на ДВ и на сопротивлении изоляции кабеля, соединяющего ДВ с УК, к соотношению сопротивлений изоляции кабеля и ДВ; фиг. 7 - график изменения во времени Uрасч при попадании переменного напряжения в СОПТ, амплитуде переменного напряжения на ДВ 170 и 660 В и Uпит=220 B; фиг.8 - график изменения во времени скорости Uрасч при попадании переменного напряжения в СОПТ, амплитуде переменного напряжения на ДВ 170 и 660 B и Uпит=220 B; фиг. 9 - график изменения во времени Uрасч при попадании переменного напряжения в СОПТ, амплитуде переменного напряжения на ДВ 170 и 660 B и Uпит=170 B; фиг. 10 - график изменения во времени скорости Uрасч при попадании переменного напряжения в СОПТ, амплитуде переменного напряжения на ДВ 170 и 660 B и Uпит=170 B; фиг. 11 - график изменения во времени Uрасч при возникновении замыкания на землю и соотношении R + R = 5 10 4 ; фиг. 12 - график изменения во времени скорости Uрасч при возникновении замыкания на землю и соотношении R + R = 5 10 4 ; фиг. 13 - график изменения во времени Uрасч при возникновении замыкания на землю и соотношении R + R = 0,1 ; фиг. 14 - график изменения во времени скорости Uрасч при возникновении замыкания на землю и соотношении R + R = 0,1 ; фиг. 15 - график изменения во времени Uрасч при возникновении замыкания на землю и соотношении R + R = 0,16 ; фиг. 16 - график изменения во времени скорости Uрасч при возникновении замыкания на землю и соотношении R + R = 0,16 ; фиг. 17 - график изменения во времени Upacч при возникновении замыкания на землю и соотношении R + R = 0,22 ; фиг. 18 - график изменения во времени скорости Uрасч при возникновении замыкания на землю и соотношении R + R = 0,22 ; фиг. 19 - блок схема заявляемого устройства.

Представлен случай возникновения замыкания на землю кабеля, соединяющего ДВ 1 с УК 2. При этом рассматриваются схемы как с изолированной (фиг. 1), так и с заземленной (фиг. 2) нейтралью. Аналогично на фиг. 3 и фиг. 4 представлен случай попадания в СОПТ переменного напряжения произвольной амплитуды Uамп.

Способ ввода дискретного сигнала в устройство РЗА осуществляется следующим образом. Измеряют падение напряжения на самом ДВ (Uдиск) и измеряют уровень напряжения питания устройства РЗА (Uпит). Определяют расчетное напряжение ДВ (Uрасч), подаваемое на два пороговых элемента по формуле

,

где ;

Uпит_пост - постоянная составляющая напряжения питания устройства РЗА;

Uпит_пер - переменная составляющая напряжения питания устройства РЗА;

Uуст=n1Uпит_пост - уставка грубого/чувствительного порога срабатывания ДВ устройства РЗА;

n1 - коэффициент отстройки, варьируемый в диапазоне 0,54-0,8 для грубого порога и - 0,10-0,00 для чувствительного порога;

,

где t - текущее значение времени.

Выполняют блокировку ДВ по уровню изменения указанного выше расчетного напряжения за шаг дискретизации в соответствии с соотношением

,

где Uдиф_уст=0,01Uпит_пост - уставка по скорости изменения рассчитанного значения напряжения ДВ;

Uрасч- - значение расчетного напряжения на ДВ, полученное на предыдущем расчетном шаге.

В случае замыкания управляющего контакта (УК) 2 напряжение на дискретном входе (Uдиск) станет приблизительно равным напряжению питания (Uпит), а величины Uдиск и Uрасч при отсутствии помех, наводимых в кабеле, соединяющем ДВ 1 и УК 2, определяют соотношениями

,

.

При размыкании УК 2 напряжение на дискретном входе Uдиск определяется падением напряжения на сопротивлении изоляции отрицательного полюса сети оперативного постоянного тока (СОПТ), зависимость которого от величин сопротивлений положительного и отрицательного полюсов СОПТ представлена на фиг. 5, уровнем напряжения питания Uпит и зависимостью между напряжением на ДВ и соотношением сопротивлений изоляции кабеля, соединяющего ДВ 1 и УК 2, и самого ДВ 2 (фиг. 6). Величины Uдиск и Uрасч при отсутствии помех, наводимых в кабеле, соединяющем ДВ 1 и УК 2, определяют соотношениями

,

,

где R- - значение активного сопротивления изоляции отрицательного полюса СОПТ (при применении схемы с изолированной нейтралью) или

R л + R л + R л R л R л + при применении схемы с заземленной нейтралью;

Rл-, Rл+ и Rл - значения сопротивлений устройства контроля изоляции СОПТ;

R+ - значение активного сопротивления изоляции положительного полюса СОПТ (при применении схемы с изолированной нейтралью) или

R л + + R л + R л + R л R л при применении схемы с заземленной нейтралью

Rдв - значение активного сопротивления дискретного входа в несработанном состоянии;

Rкаб - значение активного сопротивления изоляции кабеля, соединяющего ДВ и УК;

Cкаб - значение емкости сопротивления изоляции кабеля, соединяющего ДВ и УК;

ω - частоты помех, возникающих в СОПТ;

t - текущее значение времени;

k 1 = R R д в ( R + R + ) ( R д в + R к а б ) - коэффициент, определяющий составляющую Uпит_пост приложенную к ДВ при разомкнутом УК при отсутствии замыкания на землю кабеля, соединяющего ДВ с УК (k1≤0,33 при R д в R к а б 0,5 );

k2(R-, R+, Rдв, Rкаб, Cкаб, ω, t) - коэффициент, определяющий составляющую Uпит_пер, приложенную к ДВ при разомкнутом УК при отсутствии замыкания на землю.

При пробое изоляции кабеля, соединяющего ДВ 1 и УК 2, на землю на ДВ 1 наблюдается переходный процесс в соответствии с соотношениями

,

,

где - коэффициент, определяющий составляющую Uпит_пост, приложенную к ДВ 1 при разомкнутом УК 2 при замыкании на землю кабеля, соединяющего ДВ 1 с УК 2;

Rз - значение активного сопротивления изоляции кабеля, соединяющего ДВ и УК при ее пробое;

k 2 ' ( R , R + , R д в , R з , C к а б , ω , t ) - коэффициент, определяющий составляющую Uпит_пер, приложенную к ДВ при разомкнутом УК при наличии замыкания на землю;

τ - постоянная времени затухания переходного процесса;

а расчетное напряжение ДВ (Uрасч) при разомкнутом состоянии УК 2 и пробое изоляции кабеля, соединяющего ДВ 1 и УК 2, на землю определяют по формуле

.

В случае попадания переменного напряжения 7 в СОПТ (фиг.3 и фиг.4) указанное напряжение равномерно распределится между сопротивлением ДВ 1 и сопротивлением изоляции кабеля 3, а величины Uдиск и Uрасч при отсутствии помех, наводимых в кабеле, соединяющем ДВ 1 и УК 2, при разомкнутом состоянии УК определяют соотношениями

,

,

где Usin - составляющая амплитуды синусоидального сигнала 7, прикладываемая к ДВ при разомкнутом контакте УК,

φ - начальная фаза синусоидального сигнала с частотой 50 Гц, попадающего в сеть СОПТ.

Положительное и постоянное (при отсутствии помех в кабеле, соединяющем ДВ 1 с УК 2) значения Uрасч фиксируют только при замкнутом состоянии УК 2. В остальных случаях контролируемая величина (Uрасч) имеет переменную во времени составляющую, которую определяют удвоенным значением переменной части напряжения питания и удвоенным значением изменения напряжения на дискретном входе, вызванного или переходным процессом при замыкании кабеля, соединяющего ДВ с УК, или попаданием переменного синусоидального напряжения в СОПТ. При этом величина переменной части напряжения питания с частотами от 150 до 400 Гц вне зависимости от их уровня на периоде в 6,67 мс будет как складываться, так и вычитаться из основного изменения.

Таким образом, параметрами, определяющими состояния УК («истина» или «ложь»), являются уровень расчетного напряжения и скорость его изменения, взятая с выдержкой времени. Уровень расчетного напряжения позволяет выделить режимы, в которых возможно замкнутое состояние УК 2. При этом данный параметр состояния ДВ не позволяет отстроиться от случаев попадания переменного напряжения в СОПТ и замыкания на землю кабеля, соединяющего ДВ 1 с УК 2, при неблагоприятных соотношениях сопротивлений изоляции положительного 4 и отрицательного 5 полюсов, т.к. в соответствии с фиг. 7, 9, 11, 13, 15 и 17 на части временной оси расчетное значение напряжение оказывается больше его порога срабатывания. Применение скорости изменения расчетного напряжения позволяет отстроиться от случаев попадания переменного напряжения в СОПТ и замыкания на землю кабеля, соединяющего ДВ 1 с УК 2, при неблагоприятных соотношениях сопротивлений изоляции положительного 4 и отрицательного 5 полюсов при условии, если постоянная времени t переходного процесса не менее 50 с-1 для Uуст=0,54 Uпит_пост или не менее 33 с-1 при Uуст=0,8 Uпит_пост, т.к. в соответствии с фиг. 8, 10, 12, 14, 16 и 18 на временных промежутках, при которых происходит выполнение первого критерия, наблюдается выход указанного параметра за пределы уставки.

При этом для замкнутого состояния УК 2 уровень порога срабатывания должен быть положительным и оперативно варьироваться с определенным коэффициентом (0,54-0,80) относительно измеренного и отфильтрованного напряжения питания, что предотвращает отказ срабатывания ДВ при снижении напряжения питания ниже 77% от номинальной величины. Порог срабатывания по скорости изменения рассчитанного значения напряжения необходимо отстроить от изменений отфильтрованного значения Uпит_пост, вызванных мгновенными бросками напряжения питания (уровень в 1% от текущего напряжения питания за расчетный шаг дифференцирования Δt). Выдержка времени, применяемая в блокировке по скорости изменения расчетного напряжения, обеспечивает отстройку от помех и гарантирует приложение к расчетному значению напряжения как положительной, так и отрицательной составляющей помех напряжения питания.

Для осуществления заявленного способа ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты предназначено устройство (фиг. 19), содержащее входной согласующий модуль 8, к первому входу которого подключено измеренное значение падения напряжения на ДВ Uдиск, а ко второму - измеренное напряжение питания устройства РЗА Uпит, расчетный модуль 9, пороговые элементы 10, 11, блокирующий модуль 12, при этом выход модуля 9 Uрасч подключен к чувствительному пороговому элементу 10 с уставкой Uвх>(-0,10-0,00) и грубому пороговому элементу 11 с уставкой Uвх>(0,54-0,80) и к блокирующему модулю 12. Выходы СР_Ч и СР_Г пороговых элементов 10 и 11 и выходы Б1 и Б2 блокирующего модуля 12 являются входами логического модуля 13, а выходы ДВ и ЗМ - выходами заявляемого устройства. Пороговые элементы реализованы на базе оптронов.

Расчетный модуль 9, реализованный, например, на базе операционных усилителей и резисторов, содержит сумматор 14, на вход которого подают сигналы Uдиск и Uпит, фильтр низких частот (ФНЧ) 15, на вход которого также заведено Uпит, другой сумматор 16, вход которого соединен с выходами сумматора 14 и ФНЧ 15, инвертор 17, вход которого связан с выходом сумматора 16, делитель 18, вход которого соединен с выходами инвертора 17 и ФНЧ 15.

Блокирующий модуль 12, вход которого соединен с выходом расчетного модуля 9 Uрасч, содержит дифференцирующий элемент 19, два пороговых элемента 20 и 21, входы которых связаны с выходом дифференцирующего элемента 19, а выходы Б1 и Б2 подключены к входам логического модуля 13. Причем уставки пороговых элементов 20 и 21 выбираются из условия Uвх>-0,01 для элемента 20 и Uвх<0,01 для элемента 21, где Uвх - напряжение срабатывания порогового элемента.

Логический модуль 13 содержит элемент И 22 с входами Б1 и Б2, таймер 23 (на 5 мс), выход которого подключен совместно с выходом СР_Г порогового элемента 11 на другой элемент И 24, выход которого связан с инверсным входом элемента И 26, а другой вход - с выходом таймера 25 (на 6 мс), вход которого CP_Ч соединен с выходом порогового элемента 10. Выходы логических элементов И 24 и И 26 являются выходами заявляемого устройства.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Входной согласующий модуль 8 обеспечивает согласование входных величин Uдиск и Uпит с уровнями напряжений, на которых работают оптроны и операционные усилители. Согласованные Uдиск и Uпит передаются в расчетный модуль 9, который обеспечивает определение расчетного значения напряжения ДВ Uрасч в соответствии с соотношением

пронормированным относительно отфильтрованного в соответствии с соотношением значения постоянной составляющей напряжения питания следующим образом. На сумматоре 14 выполняется вычитание согласованных Uдиск и Uпит, а параллельно на ФНЧ 15 происходит фильтрация Uпит_пост, которое далее на сумматоре 16 складывается с удвоенной разностью, полученной на выходе сумматора 14, которая имеет противоположный относительно требуемого знак, и в связи с этим сигнал с выхода сумматора 16 далее передается на инвертор 17. Инвертированный сигнал далее нормируется относительно отфильтрованного Uпит_пост, полученного на выходе ФНЧ 15, в делителе 18.

Полученная нормированная величина Uрасч передается на чувствительный пороговый элемент 10 с уставкой Uвх>(-0,10-0,00) и грубый пороговый элемент 11 с уставкой Uвх>(0,54-0,80), где происходят сравнения Uрасч с двумя порогами, и на блокирующий модуль 12, где выполняется оценка вида кривой расчетного напряжения. При превышении Upaсч величин срабатывания пороговых органов 10, 11 происходит формирование сигнала требуемого уровня СР_Ч и СР_Г, передаваемого в логический модуль 13.

Оценка кривой расчетного напряжения в блокирующем модуле 12 с выдачей сигналов Б1 и Б2, которые также передаются в логический модуль 13, происходит следующим образом. Uрасч на входе блока 12, отражающее величину пронормированного относительно отфильтрованного напряжения питания устройства РЗА, дифференцируется на элементе 19. Полученный на выходе элемента 19 уровень сигнала сравнивается с уставками пороговых элементов 20 и 21 (Uвх>-0,01 для элемента 20 и Uвх<0,01 для элемента 21). При нахождении уровня сигнала выше уставки порогового элемента 20 формируется сигнал Б1. При нахождении уровня сигнала ниже уставки порогового элемента 21 происходит формирование сигнала Б2.

В логическом модуле 13 происходит оценка состояния ДВ. При возникновении длительных (более 5 мс) сигналов Б1 и Б2 и сигнала от порогового элемента 11 (СР_Г) происходит формирование на элементе И 24 сигнала ДВ, фиксирующего сработанное состояние ДВ и передаваемого далее в устройство РЗА, а также на инвертирующий вход элемента И 26, что обеспечивает блокировку формирования сигнала о возникновении замыкания кабеля, соединяющего ДВ с УК, на землю. При этом в случае длительного (более 6 мс) возникновения сигнала срабатывания чувствительного порогового органа (сигнал СР_Ч) и отсутствия сигнала ДВ, на элементе И 26 происходит формирования сигнала ЗМ, фиксирующего замыкание на землю кабеля, соединяющего ДВ с УК. Указанный сигнал также передается в устройство РЗА.

Все модули устройства могут быть реализованы при использовании современной элементной базы и на стандартных компонентах.

Таким образом, указанный способ обеспечивает гарантированную отстройку от дребезга контактов УК 2, от ложного срабатывания ДВ при попадании переменного напряжения любой амплитуды, при замыкании кабеля СОПТ, соединяющего ДВ 1 с УК 2 (при условии, если постоянная времени t переходного процесса не менее 50 с-1 для Uуст=0,54 Uпит_пост или не менее 33 с-1 при Uуст=0,8 Uпит_пост). Помимо этого данный способ предотвращает отказ срабатывания ДВ при снижении напряжения питания ниже 77% номинальной величины.

1. Способ ввода дискретного сигнала в устройство релейной защиты и автоматики (РЗА), при котором напряжение, поданное на дискретный вход (ДВ) Uдиск, сравнивают с заданными пороговыми значениями и в зависимости от результатов сравнения формируют на выходе дискретного входа сигналы о состоянии управляющего контакта и замыкания на землю, принимающие два возможных состояния «истина» или «ложь» и считывают далее устройством релейной защиты, отличающийся тем, что пороговые значения изменяют пропорционально постоянной составляющей измеренного значения напряжения оперативного постоянного тока Uпит_пост, служащего источником питания для устройства релейной защиты, в соответствии с соотношением Uуст=n1Uпит_пост
где Uуст - уставка грубого/чувствительного порога срабатывания ДВ устройства РЗА;
n1 - коэффициент отстройки, варьируемый в диапазоне 0,54-0,8 для грубого порога и -0,10-0,00 для чувствительного порога;
Uпит_пост - постоянная составляющая напряжения питания устройства РЗА, определяемая в соответствии с соотношением
где t - текущее значение времени;
Uпит - напряжение питания устройства РЗА, определяемое в соответствии с соотношением Uпит=Uпит_пост+Uпит_пер,
где Uпит_пер - переменная составляющая напряжения питания устройства РЗА;
при чем напряжение, поданное на дискретный вход Uдиск, перед сравнением с пороговыми значениями фильтруют с учетом гармонических составляющих, присутствующих в измеренном значении напряжения питания устройства РЗА Uпит, и получают расчетное напряжение ДВ Uрасч по формуле
Uрасч=(2Uдиск-2Uпит+Uпит_пост)≥Uуст,
выполняют блокировку ДВ по уровню изменения расчетного напряжения Uрасч за шаг дискретизации в соответствии с соотношением
,
где Upacч - значение расчетного напряжения на ДВ, полученное на предыдущем расчетном шаге;
Uдиф_уст=0,01Uпит_пост - уставка по скорости изменения рассчитанного значения напряжения ДВ.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее входной согласующий модуль к одному входу которого подведено измеренное значение падения напряжения на дискретный вход (ДВ) Uдиск, а ко второму - измеренное напряжение питания устройства релейной защиты и автоматики (РЗА) Uпит, два пороговых элемента, грубый и чувствительный, отличающееся тем, что введены расчетный модуль, содержащий сумматор, фильтр низких частот (ФНЧ), на вход которого заведено Uпит, другой сумматор, входы которого соединены с выходами сумматора и ФНЧ, инвертор, вход которого связан с выходом другого сумматора, делитель, входы которого соединены с выходами инвертора и ФНЧ, выполненный с возможностью определения расчетного значения напряжения ДВ Uрасч, блокирующий модуль, содержащий дифференцирующий элемент, два пороговых элемента, входы которых связаны с выходом дифференцирующего элемента, выполненный с возможностью оценки кривой Upacч с выдачей сигналов Б1 и Б2, и логический модуль, содержащий элементы И, таймеры на 5 мс и на 6 мс, выполненный с возможностью оценки состояния ДВ, при этом выходы входного согласующего модуля подключены к входам расчетного модуля, выход Uрасч которого подключен к входам каждого из пороговых элементов и блокирующего модуля, а их выходы - к входами логического модуля, выходы которого являются выходами заявляемого устройства.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - надежное определение электрической дуги между измерительным прибором и гнездом.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение области применения и повышение безопасности включения линий электропередачи переменного тока.

Настоящее изобретение относится к способу выбора защитных зон в компоновке с множеством шин (11), при этом компоновка с множеством шин содержит шинные зоны (ZA1, ZB1, ZC1, ZA2, ZB2, ZC2) и ячейки (FB-1, BC-1, BS, BC-2, FB-2), соединяемые с шинными зонами (ZA1, ZB1, ZC1, ZA2, ZB2, ZC2), при этом ячейки (FB-1, BC-1, BS, BC-2, FB-2) содержат измерительные трансформаторы (CT1, CT2, CT3, CT4, CT5, CT6, CT7, CT8).

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение чувствительности и надежности защиты.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты двух параллельных линий. Технический результат заключается в повышении надежности устройства.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах дистанционной защиты от замыкания на землю в системах линий электропередачи. Техническим результатом является повышение надежности защиты за счет возможности избежать переоценки или недооценки разницы между углами тока в месте короткого замыкания и на реле при отключении во время действия защиты.

При исполнении интеллектуального приложения, касающегося перерыва подачи энергии, принимают сообщения о событиях, указывающие на происшествия, связанные с различными устройствами в электроэнергетической системе.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты электрической сети энергоснабжения. Технический результат - повышение надежности и избирательности решений о рабочих состояниях параллельных линий многофазной электрической сети энергоснабжения.

Изобретение относится к системам передачи электрических сигналов и предназначено для организации каналов связи и передачи информации по трубопроводам, проложенным подземным, наземным и надземным способом.

Изобретение относится к телеметрии и может быть использовано в системах передачи данных по каналам связи. Достигаемый технический результат изобретения заключается в обеспечении 1) синфазности непосредственно сформированного и задержанного на время T0 сигнала с относительной фазовой модуляцией (ОФМ) при передаче символов «1» двоичного кода передаваемых сообщений; 2) в противофазности сформированного и задержанного на время T0 сигнала с ОФМ при передаче символов «0» двоичного кода передаваемых сообщений.

Изобретение относится к системе дистанционного управления железнодорожным транспортным средством. Технический результат заключается в повышении безопасности системы дистанционного управления, а именно в блокировании работы локомотива по командам от устройства дистанционного управления, которое еще не взяли в руку или которое уронили, т.е.

Изобретение относится к области геофизических и геолого-технологических исследований скважин, в частности к способам передачи сигналов измерения из скважины на поверхность или между модулями станции геолого-технологического контроля, и может быть использовано для организации связи по кабельным, оптоволоконным и беспроводным каналам связи, а также при записи информации на цифровые носители.

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и автоматики и может быть использовано в датчиках, обеспечивающих измерение различных физических величин.

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики и может быть использовано в аппаратуре автоматической локомотивной сигнализации. Технический результат заключается в повышении достоверности работы приемника.

Изобретение относится к области систем передачи и приема дискретных сигналов. .

Изобретение относится к телеметрии и может быть использовано в системах передачи данных по каналам связи при летных испытаниях баллистических ракет (БР) и ракетно-космической техники (РКТ).

Изобретение относится к области контрольных устройств (систем) и может быть использовано при конструировании систем экологического мониторинга городов и регионов.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности и надежности защиты. Система детектирования на основе контроллера, сконфигурированная с возможностью адаптивного исследования различия между детектированным светом, который указывает на событие дугового короткого замыкания, и детектированным светом, который не относится к событию дугового короткого замыкания. В частности, система детектирования сконфигурирована с возможностью наблюдения за электроэнергетической системой, для генерирования световых событий, которые не связаны с событиями дугового короткого замыкания. Используя полученную информацию о событиях появления света, которые не связаны с событиями дугового короткого замыкания, система детектирования определяет один или более алгоритмов детектирования. В ходе нормальной работы электроэнергетической системы адаптивно определенный один или более алгоритм детектирования используется для идентификации событий дугового короткого замыкания в электроэнергетической системе. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх