RU2032974C1

RU2032974C1 - Device to test output circuits of gas protection with closing contact and two-wire communication line

Info

Publication number: RU2032974C1
Application number: RU93003687A
Authority: RU
Inventors: Е.Б. Голанцов; С.А. Евдокимов; В.М. Зятин; В.И. Поляхов
Original assignee: Научно-исследовательский институт электроэнергетики
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1993-01-22
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: gas protection of transformers. SUBSTANCE: characteristic feature of invention lies in that first stabilizer diode is places in series with closing contacts of gas relay and second stabilizer diode is connected in parallel to this circuit. Stabilization voltage of first stabilizer diode is less than stabilization voltage of second stabilizer diode. Under normal condition of operational circuits voltage across responding elements is equal to stabilization voltage of second stabilizer diode and responding elements do not operate and no signal emerges across output of device. In case of break in operational circuit first responding element operates and signal "line fault" emerges across output of device. With decrease of value of insulation resistance of operational circuits second and fourth responding elements operate and signal "line fault" emerges too. With operation of gas relay third responding element operates and disconnection signal is formed. It is also formed with drop of value of insulation resistance and with closing of contacts of gas relay. EFFECT: avoidance of false operation with deep decrease of insulation resistance and metal short-circuit, warning of attending personnel on drop of insulation resistance of operational circuits. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите трансформаторов (автотрансформаторов). Опыт эксплуатации показывает, что наиболее часто наблюдаются повреждения в соединительном кабеле между газовым реле, расположенном на баке трансформатора, и панелью защиты трансформатора, находящейся на релейном щите. К таким повреждениям относятся обрыв, замыкание или снижение величины сопротивления изоляции между жилами кабеля. The invention relates to electrical engineering, in particular to relay protection of transformers (autotransformers). Operational experience shows that the most frequently observed damage is in the connecting cable between the gas relay located on the transformer tank and the transformer protection panel located on the relay panel. Such damage includes an open, short, or decrease in the insulation resistance between the cable cores.

Известно устройство [1] для контроля линии связи продольной дифференциальной токовой защиты линии, в котором рабочим током является ток промышленной частоты, а для контроля используется наложение постоянного тока. A device [1] is known for monitoring a communication line of a longitudinal differential current protection of a line in which the working current is an industrial frequency current, and superposition using direct current is used for monitoring.

Известно устройство для защиты трансформаторов [2] содержащее два реагирующих органа, две RC-цепи, два диода, газовое реле и источник переменного напряжения пониженной частоты, один вывод которого соединен с первым выводом первого реагирующего элемента, выход которого предназначен для подключения к цепи отключения выключателя трансформатора, второй вывод источника переменного напряжения через одну из двух жил двухпроводной линии связи соединен с первым выводом замыкающего контакта газового реле, кроме того, к первому выводу источника подключены первые обкладки конденсаторов RC-цепей и первый вывод второго реагирующего органа, выход которого предназначен для подключения к цепям сигнализации, вторая обкладка конденсатора первой RC-цепи и второй вывод первого реагирующего органа объединены и через последовательно соединенные резистор указанной RC-цепи, размыкающий контакт второго реагирующего органа, вторую жилу двухпроводной линии связи подключены к катоду первого диода, анод которого подключен ко второму выводу замыкающего контакта газового реле, вторая обкладка конденсатора второй RC-цепи и второй вывод второго реагирующего органа объединены и через резистор указанной RC-цепи подключены к аноду второго диода, катод которого подключен к точке соединения одного из выводов размыкающего контакта второго реагирующего органа и второй жилы двухпроводной линии связи. A device for protecting transformers [2] containing two reacting organs, two RC circuits, two diodes, a gas relay and a source of alternating voltage of low frequency, one output of which is connected to the first output of the first reacting element, the output of which is designed to connect to the circuit breaker transformer, the second output of the AC voltage source through one of the two wires of the two-wire communication line is connected to the first output of the make contact of the gas relay, in addition, to the first output of the source the first capacitor plates of the RC circuits and the first output of the second reacting organ, the output of which is designed to be connected to the signaling circuits, the second capacitor lining of the first RC circuit and the second output of the first reacting organ are connected and connected through the resistor of the specified RC circuit in series, opening the contact of the second the reacting body, the second core of the two-wire communication line is connected to the cathode of the first diode, the anode of which is connected to the second terminal of the make contact of the gas relay, the second lining of the ensatora second RC-circuit and a second terminal of the second reactant are combined body and through the resistor of said RC-circuit connected to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the connection point of one of the terminals of the second interrupter contact body and a second reacting core-wire link.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет исключения отказов защиты при обрыве одной из жил двухпроводной линии связи. The purpose of the invention is the expansion of functionality by eliminating protection failures when one of the cores of a two-wire communication line is broken.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 график зон работы реагирующих органов. Figure 1 presents the structural diagram of the device; figure 2 is a graph of the areas of work of the reacting organs.

В устройстве к клеммам 1 и 2 подключен источник оперативного питания и соответственно входы выпрямительного моста 3, положительный вывод которого соединен со вторым выводом резистора 4. Первые выводы резистора 4, конденсатора 5 и первые входы реагирующих органов 6-9 объединены через одну из жил двухпроводной линии связи 10 и соединены с катодом первого стабилитрона 11 и через замыкающий контакт 12 газового реле с катодом второго стабилитрона 13, аноды которых объединены и через другую жилу 14 двухпроводной линии связи соединены со вторым выводом конденсатора 5, вторыми объединенными входами реагирующих органов 6-9 и отрицательным выводом выпрямительного моста 3. In the device, the auxiliary power source and, respectively, the inputs of the rectifier bridge 3 are connected to the terminals 1 and 2, the positive output of which is connected to the second output of the resistor 4. The first outputs of the resistor 4, capacitor 5 and the first inputs of the reacting organs 6-9 are connected through one of the wires of the two-wire line connection 10 and connected to the cathode of the first zener diode 11 and through the make contact 12 of the gas relay with the cathode of the second zener diode 13, the anodes of which are combined and through another core 14 of the two-wire communication line are connected to the second output capacitor 5, the second combined inputs of the reacting organs 6-9 and the negative terminal of the rectifier bridge 3.

Выход первого реагирующего органа 6 соединен с первым входом первого логического элемента ИЛИ 15, второй вход которого соединен с выходом второго реагирующего органа 7 и первым входом первого логического элемента И 16, второй вход которого соединен с выходом третьего реагирующего органа 8, первыми входами вторых логических элементов ИЛИ 17 и И 18, второй вход последнего через логический элемент НЕ 19 соединен с выходом первого элемента задержки 20 и первым входом третьего логического элемента И 21. Выход этого элемента соединен с первым входом третьего логического элемента ИЛИ 22, второй вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, а третий вход подключен к выходу четвертого реагирующего органа 9, третьему входу первого логического элемента ИЛИ 22 и второму входу второго логического элемента ИЛИ 17, выход которого подсоединен ко второму входу третьего логического элемента И 21. Вход первого логического элемента ИЛИ 15 через второй элемент задержки 23 соединен с цепью сигнализации "Нарушение линии", а выход второго логического элемента И 18 через третий элемент задержки 24 соединен с цепью отключения. Выход третьего логического элемента ИЛИ 22 подсоединен к первому элементу задержки 20. The output of the first reacting organ 6 is connected to the first input of the first logical element OR 15, the second input of which is connected to the output of the second reacting organ 7 and the first input of the first logical element And 16, the second input of which is connected to the output of the third reacting organ 8, the first inputs of the second logical elements OR 17 and AND 18, the second input of the latter through the logic element NOT 19 is connected to the output of the first delay element 20 and the first input of the third logic element 21. The output of this element is connected to the first input a logic gate OR 22, the second input of which is connected to the output of the first logic gate AND, and the third input is connected to the output of the fourth reacting organ 9, the third input of the first logic gate OR 22 and the second input of the second logic gate OR 17, the output of which is connected to the second input the third logical element AND 21. The input of the first logical element OR 15 through the second delay element 23 is connected to the signal circuit "Line break", and the output of the second logical element And 18 through the third element is delayed ki 24 is connected to the tripping circuit. The output of the third logic element OR 22 is connected to the first delay element 20.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Напряжение оперативного питания через клеммы 1 и 2 поступает на вход выпрямительного моста 3. Один его выход через резистор 4 подключен к линии связи 10, а другой к линии связи 14. При высокой величине сопротивления изоляции напряжение между жилами линии связи будет равно напряжению стабилизации U_ст1 (см. фиг.2). Реагирующие органы 6-9 находятся не в сработанном состоянии, так как напряжение срабатывания РО₁ U_ср1 ≥U₁, напряжение срабатывания РО₂-РО₄ < U₂, а напряжение стабилизации первого стабилитрона 11 с учетом разброса напряжения стабилизации и температурной нестабильности выбирается в пределах U₁ > U_ст1 > U₂. При обрыве одной жилы линии связи напряжение на входах реагирующих органов 6-9 становятся больше U₁ и срабатывает реагирующий орган 6 и на его выходе появляется логическая единица, которая через первый логический элемент ИЛИ 15 поступает на вход второго элемента задержки 23, выход которого действует на цепь сигнализации "Нарушение линии". Для контроля состояния всей линии связи первый 11 и второй 13 стабилитроны располагаются в непосредственной близости от газового реле 12. При коротком замыкании между жилами 10 и 14 линии связи напряжение на входах реагирующих органов 6-9 быстро падает до нуля, на выходе четвертого реагирующего органа 9 появляется логическая единица, которая через первый логический элемент ИЛИ 15 поступает на вход второго элемента задержки 23, через второй логический элемент ИЛИ 17 на второй вход второго логического элемента 21 и через третий логический элемент 22 на вход первого элемента задержки 20. После срабатывания последнего сигнал логической единицы сохраняется до тех пор, пока в сработанном состоянии будет третий 8 или четвертый 9 реагирующие органы. Сигнал на выходе логического элемента И 18 будет отсутствовать, пока на его втором входе также сигнал будет отсутствовать и, следовательно, ложной работы устройства не будет. После срабатывания второго элемента задержки 23 появляется сигнал "Нарушение линии". Если произойдет восстановление сопротивления изоляции линии связи, то напряжение на входах реагирующих органов восстанавливается до U_ст1 и реагирующие органы 8 и 9 возвращаются в исходное состояние.The operational supply voltage through the terminals 1 and 2 is supplied to the input of the rectifier bridge 3. One of its outputs through the resistor 4 is connected to the communication line 10, and the other to the communication line 14. With a high insulation resistance, the voltage between the cores of the communication line will be equal to the stabilization voltage U _st1 (see figure 2). Reactive bodies 6-9 are not energized, since the voltage pickup PO ₁ U _cp1 ≥U _1, the tripping voltage -PO ₂ PO ₄ <U _2, a first voltage stabilizing Zener diode 11, taking into account the variation of voltage stabilization and thermal instability selected the limits of U ₁ > U _st1 > U ₂ . When one core of the communication line breaks, the voltage at the inputs of the reacting organs 6-9 becomes greater than U ₁ and the reacting organ 6 is triggered and a logical unit appears at its output, which, through the first logical element OR 15, enters the input of the second delay element 23, the output of which acts on Line break alarm circuit. To monitor the state of the entire communication line, the first 11 and second 13 zener diodes are located in close proximity to the gas relay 12. With a short circuit between the cores 10 and 14 of the communication line, the voltage at the inputs of the reacting organs 6-9 quickly drops to zero, at the output of the fourth reacting organ 9 a logical unit appears, which through the first logical element OR 15 enters the input of the second delay element 23, through the second logical element OR 17 to the second input of the second logical element 21 and through the third logical element 22 n and the input of the first delay element 20. After the last is triggered, the signal of the logical unit is stored until the third 8 or fourth 9 reacting organs are in the triggered state. The signal at the output of the AND gate 18 will be absent, while at its second input the signal will also be absent and, therefore, there will be no false operation of the device. After the second delay element 23 is triggered, a “Line violation” signal appears. If there is a restoration of the insulation resistance of the communication line, then the voltage at the inputs of the reacting organs is restored to U _st1 and the reacting organs 8 and 9 return to their original state.

При срабатывании газовой защиты (замыкание контактов 12) напряжение на входах реагирующих органов 6-9 будет равно U_ст2. В этом случае срабатывает реагирующий орган 8, так как выполняется условие U_ср3 U_ст2 и логическая единица поступает на второй вход первого логического элемента И 16 и на первые входы логических элементов 17 и 18. При этом на выходах логического элемента 16 будет логический ноль, логического элемента 17 логическая единица, логического элемента 21-0, логического элемента 18-1. После срабатывания элемента задержки 24 вырабатывается сигнал на отключение.When the gas protection is activated (contact closure 12), the voltage at the inputs of the reacting organs 6-9 will be equal to U _st2 . In this case, triggered responsive member 8, as the condition U _a2 and U _CF3 logic unit is supplied to the second input of the first AND gate 16 and to first inputs of AND gates 17 and 18. In this case, the outputs of NAND gate 16 is logic zero, logic element 17 logical unit, logical element 21-0, logical element 18-1. After the operation of the delay element 24, a trip signal is generated.

Если будет происходить медленное снижение величины сопротивления изоляции линии связи, то при достижении уровня напряжения U₂ (фиг.2) срабатывает реагирующий орган 7 и с его выхода логическая единица подается на логические элементы И 16 и ИЛИ 15 и на выходе последнего также появляется логическая единица. После срабатывания второго элемента задержки 23 появляется сигнал "Нарушение линии". Если при снижении величины сопротивления изоляции напряжение находится в пределах от U₂ до U₃ и происходит замыкание контактов газового реле 12, то напряжение становится равным U_ст2 равного U_ср, что приводит к срабатыванию реагирующего органа 8. Элемент задержки 20 не успевает сработать за время изменения напряжения от U₃ до U₄ (фиг.2), так как логический сигнал на выходе логического элемента И 16 меняется с 1 до 0 за время, меньшее, чем выдержка времени элемента задержки 20. После срабатывания элемента задержки 24 формируется сигнал на отключение.If a slow decrease in the insulation resistance of the communication line occurs, then when the voltage level U ₂ (Fig. 2) is reached, the reacting organ 7 is triggered and from its output the logical unit is fed to the logical elements AND 16 and OR 15 and the logical unit also appears at the output of the latter . After the second delay element 23 is triggered, a “Line violation” signal appears. If, when the value of insulation resistance is reduced, the voltage is in the range from U ₂ to U ₃ and the contacts of the gas relay 12 are closed, then the voltage becomes equal to U _st2 equal to U _cf , which leads to the actuation of the reacting organ 8. The delay element 20 does not have time to trip in time voltage changes from U ₃ to U ₄ (Fig. 2), since the logical signal at the output of the logic element And 16 changes from 1 to 0 in a time less than the delay time of the delay element 20. After the operation of the delay element 24, a shutdown signal is generated .

Если при медленном снижении величины сопротивления изоляции не происходит срабатывание газового реле (контакты 12), то при напряжении на входах реагирующих органов 6-9 в интервале от U₃ до U₄ срабатывают реагирующие органы 7 и 8. На выходе логического элемента И 16 формируется логическая единица, которая через логический элемент ИЛИ 22 подается на вход элемента задержки 20. После срабатывания последнего логическая единица через логический элемент И 21 поступает на первый вход логического элемента ИЛИ 22 и это состояние запоминается. Напряжение на выходе логического элемента 18 меняется с 1 до 0 за время задержки элемента 20, но формирование сигнала на отключение не происходит, так как выдержка времени элемента задержки 24 больше, чем выдержка времени элемента задержки 20. Ложной работы устройства не будет и при дальнейшем снижении напряжения на входах реагирующих органов 6-9 ниже U₄, так как состояние элемента задержки 20 не меняется. Если по каким-либо причинам величина сопротивления линии связи станет высокой, то схема возвращается в исходное состояние. Для определения неисправности, происшедшей в линии связи, предусмотрена установка сигнализирующих элементов (например, светодиодов) на выходе реагирующих органов (не показаны).If a gas relay (contacts 12) is not triggered by a slow decrease in the insulation resistance, then when the voltage at the inputs of the reacting organs 6-9 in the range from U ₃ to U _4, the reacting organs 7 and 8 are triggered. At the output of the logical element And 16, a logical the unit that is fed through the logic element OR 22 to the input of the delay element 20. After the last logic is triggered, the logic unit through the logic element AND 21 goes to the first input of the logic element OR 22 and this state is remembered. The voltage at the output of the logic element 18 varies from 1 to 0 during the delay time of the element 20, but the formation of a shutdown signal does not occur, since the delay time of the delay element 24 is longer than the delay time of the delay element 20. There will be no false operation of the device with a further decrease the voltage at the inputs of the reacting organs 6-9 below U ₄ , since the state of the delay element 20 does not change. If for some reason the value of the resistance of the communication line becomes high, then the circuit returns to its original state. To determine the malfunction that occurred in the communication line, the installation of signaling elements (for example, LEDs) at the output of the reacting organs (not shown) is provided.

Таким образом, применение устройства позволяет облегчить эксплуатацию газовой защиты, сигнализируя о снижении величины сопротивления изоляции, обрыве и исключает ложную работу устройства при замыкании, снижая аварийный ущерб в энергосистеме. Thus, the use of the device allows to facilitate the operation of gas protection, signaling a decrease in the value of insulation resistance, an open circuit and eliminates the false operation of the device during a circuit, reducing emergency damage in the power system.

Claims

DEVICE FOR MONITORING OUTPUT GAS PROTECTION CIRCUITS WITH A CLOSING CONTACT AND A TWO-WIRE LINK OF COMMUNICATION, containing the first and second reacting organs, a resistor and a capacitor, the first conclusions of which are combined and connected to the first input of the first reacting organ, the second inputs of the first and second reacting organs capacitor, characterized in that the third and fourth reacting organs, three AND elements, an NOT element, three OR elements, three delay elements, two zener diodes with different n stabilization loop and a rectifier bridge, the inputs of which are intended to be connected to an operational power supply, the positive terminal of the rectifier bridge is connected to the second terminal of the resistor, the first terminal of which is connected to the first inputs of the second, third and fourth reacting organs and is connected to one of the wires of the two-wire communication line with the cathode of the first zener diode and the first terminal of the make contact of the gas relay, the second terminal of which is connected to the cathode of the second zener diode, and the anodes of the zener diodes are combined s and through another core of a two-wire communication line are connected to the second inputs of the first, second, third and fourth reacting organs and the negative output of the rectifier bridge, the output of the first reacting organ is connected to the first input of the first OR element, the second input of which is connected to the output of the second reacting organ and the first the input of the first element And, the second input of which is connected to the output of the third reacting organ, the first inputs of the second elements OR and AND, the second input of the last through the element is NOT connected to the output of the the first delay element and the first input of the third AND element, the output of which is connected to the first input of the third OR element, the second input of which is connected to the output of the first AND element, and the third input is connected to the output of the fourth reacting organ, the third input of the first OR element and the second input of the second element OR, the output of which is connected to the second input of the third AND element, the output of the first OR element through the second delay element is designed to connect to the signal line "Violation of the line" signal, and the output of the second AND element through rety delay element for connection to the trip circuit, the output of the third OR gate connected to the first delay element.