Устройство для проверки исправности дублированных реле защиты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()993355 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 08. 81 (21) 3333743/24-07 (и) М.кл. с присоединением заявки Йо

Н 01 Н 69/01

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет (И}УДК 621 316 .925 (088. 8), Опубликовано 30.0 1.83. Бюллетень йо 4

Дата опубликования описания 30 ° 01. 83 о ый ордена рудо ого снег(„.Знамени научно исследовательский проектно-констр т эрСкий...; и теХнологический. институт релестроения

j (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ИСПРАВНОСТИ

ДУБЛИРОВАННЫХ РЕЛЕ ЗАЩИТЫ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в дублированных устройствах релейной защиты.

Одним из путей повышения надежности устройств релейной защиты является проведение их эксплуатационных проверок.

Известны реле, выполненные на микроэлектронной базе, преобразующая часть которой представляет собой двухвходовой параметр, на выходе которого включена интегрирующая RC-цепь °

При этом к одному входу компаратора подключен выход воспринимающей части реле, а к второму входу — источник опорного сигнала. Указанная реализация преобразующей части позволяет обеспечить высокую помехоустойчивость реле при малых временах срабатывания 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 которых объединены логической схемой

ИЛИ. Каждый из измерительных органов содержит воспринимающую часть, представляющую собой промежуточный трансформатор тока, преобразующую часть, на входе к оторой включен компаратор сигналов, сравнивающую и исполнительные части. Для обеспечения проверки реле в его состав введены коммута-. ционные элементы (по одному на каждый измерительный орган), посредством которых входы преобразующих частей реле подключены в режиме контроля к цепям 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 приемлеьМм 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

993355 состоянии, например реле тока для устройств резервирования при отказе

:выключателей (УРОВ), вследствие чего могут возникнуть трудности с осуществлением проверок этих реле в требуемые сроки. Все это приводит к 5 снижению надежности функционирования реле.

Цель изобретения — повышение надежности реле и улучшение визуального наблюдения за результатами контроля. 10

Указанная цель достигается тем, . что в устройстве для проверки исправности дублированных реле защиты, содержащем 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 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.

Кроме того, выходы элементов сравнения измерительных органов могут быть подключены к коммутационным элементам также через блоки задержки.

На фиг. 1 и 2 приведены функци- 35 ональные схемы предлагаемого устройства; на фиг. 3-6 — временные диаграммы, поясняющие его работу. .Устройство содержит подключенные к датчикам напряжения или тока два 40 измерительных органа 1 и 2, каждый из которых включает в себе измерительные преобразователи 3 и 4,преобразующие блоки, на входе которых включены двухвходовые компараторы 5 и б, 45 элементы 7 и 8 сравнения, источники

9 и 10 опорных сигналов, элемент

И 11, а также исполнительный орган 12. Элемент И 11 при необходимости может выполнять и функцию ИЛИ. Выход элемента 7 сравнения через замыкающий коммутационный элемент 13 объединен с инвертирующим входом компаратора б, 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 исполнительный 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 б, 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 сигнал превышает опорный, и U если входной сигнал меньше опорного.

Помимо компаратора в состав измерительных органов могут входить и другие функционируемые блоки, например, к выходу компаратора может ,быть подключен интегратор. С выходов компараторов 5 и б сигналы поступают на входы элементов 7 и 8 сравнения. При отсутствии требования к срабатыванию реле элементы 7 и 8 сравнения находятся в несработанном состоянии, что обеспечивает отсутствие срабатывания логического элемента 11.

При появлении требования к срабатыванию реле изменяются значения сигналов на выходах компараторов 5 и б, 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 U8> элемента 8 сравнения U 8 и логического элемента

11 U> < равны логической 1 .(Здесь

ЬИ и далее для однозначности считаем, что логический элемент представляет собой элемент И) .

Пусть в момент времени „(фиг. 3) произошло замыкание коммутационных элементов 13 и 14. С выходов элементов 7 и 8 сравнения логические сигналы 1 подаются на первый вход компаратора 5 и на второй вход

iкомпаратора 6. .Под действием сигнала с выхода элемента 7 сравнения изменяется сигнал на выходе компара993355 тора 6, что обеспечивает возврат, появление логического сигнала 0 и элемента 8 сравнения. Время возврата элемента 8 8 = t< — t< определяется характеристиками блок в 6 и 8.

Появление логического сигнала 0 на выходе блока 8 обеспечивает появление 0 и на выходе блока 9.

Логический сигнал 0 с выхода эле-. мента 8 сравнения подается на первый вход компаратора 5, что приводит к 10 изменению сигнала на выходе блока 5 и к возврату элемента 7 сравнения

" через время „ = — t<, которое определяется характеристиками блоков 5 и 7. !5

Сигнал на выходе элемента 7 сравнения становится равным логическому сигналу 0 . На выходе логического элемента 11 сохраняется логический сигнал 0 . На второй вход ком-20 паратора блока 6 поступает логический сигнал 0 с выхода элемента

7 сравнения. Происходит срабатывание второго измерительного органа со временем срабатывания Π— — - з, ко- g5 торое определяется характеристиками блоков 6 и 8, и изменяется сигнал на выходе элемента 8 сравнения с ло-. гического сигнала 0 на логический сигнал 1 . Сигнал на выходе логического элемента 11 остается не30 изменным.

На первый компаратор блока 5 первого измерительного органа начинает поступать логический сигнал l, вследствие чего измерительный орган чеРез вРемя Qp< — t>-,, котоРое опРеделяется .характеристиками блоков 5 и.7, переходит в сработанное состояние: на выходе элемента 7 сравнения появляется логический сигнал 1, <0

При этом изменяется состояние выхода элемента И 11. На выходе блока 11 появляется логический 0 . Далее на второй вход ком 6 начинает поступать логический сигнал 1 с 45 выхода элемента 7 сравнения, блок 8 возвращается и т.д. !

Таким образом, в режиме контроля проверяемое Реле функционирует как .автогенератор прямоугольных импульсов.

2. Входной сигнал меньше уставки реле, оба измерительных органа исправны. При этом выходные сигналы элементов 7 и 8 сравнения и элемента И 11 равны логическому 0 (фиг.41.

При замыкании в момент tq коммута" .ционных элементов 13 и 14 под действием логического сигнала 0, поступающего с выхода блока 7, изменяется сигнал на выходе компаратора 6, 60 что приводит через время к срабатыванию элемента 8 сравнения.

При срабатывании на выходе блока 8 появляется логический сигнал,1, который, воздействуя на блок 5, обес-65 печивает через время с „= - срабатывание блока 7. Срабатывайие блока 7, в свою очередь, приводит к воз врату 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 ис-. правен, 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 . 0 (фиг. 5). Наличие логического сигнала 0 на выходе блока 7 обеспечивает при замыкании коммутацион" ных элементов 13 и 14 срабатывание второго измерительного органа: на выходе блока 8 через время = С й. появляется логический сигнал l .

При отсутствии неисправностей наличие логического сигнала 1 на выходе блока 8 обеспечивает срабатывание блока 7, однако из-за происшедшего отказа в срабатывании блок 7 несмотря на появление требуемого выходного сигнала блока 8 свое состояние не изменяет. Указанное обстоятельство приводит к срыву процесса автогене" рации.

4. Входной сигнал меньше .Уставки реле. Второй измерительный орган исправен, в блоках 5 и 7 первого измерительного органа возникает неисправность, приводящая к ложному сра-. батыванию этого органа.

У

При указанных условиях на выходе блока 7 имеет место логический сигнал 1, а на выходах блокоВ 8 и 9 логические сигналы 0 (фиг. 6) .

Наличие логического сигнала 1 на выходе блока 7 исключает срабатывание второгО измерительного органа, а наличие логического сигнала " 0 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 примеров, 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 свндетельст993355 вует о неисправности проверяемого реле .

Конт роль з а состоян ием 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 отдель- 10 ных случаях при малых временах срабатывания и возврата реле визуальное наблюдение может быть затруднено:изза высокой частоты автогенерации. В этих случаях для улучшения условий 15 визуального наблюдения последовательно с коммутационными элементами 13 и 14 могут быть включены блоки 16 и 17 временной задержки (фиг. 2), При этом частота автогенерации уменьша- 70 ется, так как ее значение определя ется не только временами срабатывания и возврата реле, но и характеристиками блоков задержки.

Проверки в предлагаемом устройстве g5 могут осуществляться независимо от значения входного сигнала без использования дополнительной проверочной аппаратуры, что, позволяя проводить указанные проверки в требуемые сроки, ЗО дает возможность повысить надежность функционирования реле в услових эксплуатации.

Формула изобретения

1. УстРойство для пРовеРки исправ- 35 ности 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, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, выход элемента сравнения одного.из измерительных органов подключен через коммутационньгй 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 ич а ю щ е е с я 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 A.Ï. и Нудельман Г.С.

Токовая защита ТЭ-750. — Электротехническая промышленность, сер. Аппараты низкого напряжения, вып ° 9(67), 1977.

993355 (pua. 5

Диг. 6

Составитель В. Зимаков

Редактор М, Рачкулинец Техред Т.Маточка Корревтор М. Демчик

Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретейий и открытий

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

Заказ 491/70

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4