SU1001279A1 - Устройство дл дифференциальной защиты и узел контрол исправности съемных кассет защиты - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к релейной защите электроустановок и может быть использовано при задите сборных шин, ошиновок трансформаторов, силовых трансформаторов (автотрансформаторов ) , реакторов, генераторов, синхронных компенсаторов и крупных элек тродвигателей на электростанци х и подстанци х.

Известно устройство дифференциаль но-фазной защиты, содержащее нелинейные датчики тока, резисторы в цепи каждого датчика тока, схему преобразовани  входных величин, схему сравнени  на резисторах, шунтированных стабилитронами :. и присоединенный к ней через емкости реагирующий орган t13

Однако это устройство не может обеспечить селективность действи  защиты в переходных режимах внешнего короткого замыкани  в услови х предельно искаженной информации от трансформаторов тока поврежденных присоединений и сохранени  быстродействи  при внутренних коротких закикани х.

Известно также устройство защиты., содержгицее датчики тока, выходы которых присое.динены к многоплечевому диодному полумосту, катоды и аноды

которого объединены и  вл ютс  его выходом, присоединенный к нему двухплечевой блок сравнени , состо щий из последовательно соединенных подключенных к выходу многоплечевого диодного полумоста двух резисторов и последовательно соединенных двух стабилитронов, фазный орган, вход которого соединен с выходом выпр мительного моста, пусковой орган, логический блок И, два входа которого соединены с пусковым и фазным органами , а выход - с выходным органом, ,формирователь входного логического сигнала, подключенный к многоплечевому диодному полумосту, выход которого подключен к блоку временной задержки и к одному из входов первого логического элемента, второй логический элемент, входы которого соединены с выходом первого логического элемента и с выходом блока временной задержки, а выход св зан с блоком запрещени  срабатывани , блок разридени  срабатывани , вход которого соединен с выходом первого логического элемента, а выход объединен с выходом блока запрещени  срабаты ,вани  и соединен с третьим входом логического элемента И, регулиг

ровочные резисторы, подключенные па« раллельно третьим обмоткам датчиков тока, преобразователь дифференциальjHoro тока, включенный между общей точкой вторых обмоток датчиков и средней точкой схемы сравнени , а его линейный, выход соединен с входами пускового органа, порогового элемента , блока торможени , первым входом сумматора и вторым входом первог логического элемента, третий вход которого подключен к выходу блока запрещени , срабатывани , второй вход сумматора соединен с выходом блока торможени , выход же сумматора подключен к основному входу блока дозировани , первый управл ющий вход которого сое51инен с выходом порогового элемента, а второй с выходом элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами блоков контрол  длительности входного сигнала и бестоковой паузы соответственно, причем вход блока контрол  длительности входною сигнала и перв1лй вход блока контрол  бестоковой паузы объединены с выходом дифференцировани  преобразовател  дифференциального тока, второй вход блока контрол  бестоковой паузы  вл етс  входом напр жени .

Выход блока дозировани  подключен к первому управл ющему входу фазного органа, второй вход которого подключен к выходу формировател  входного логического сигнала, при этом катод первого стабилитрона схем сравнени  подключен к катодам, а анод второго стабилитрона схемы сравнени  к анодам многоплечевого диодного полумоста . Параллельно каждому стабилитрону схемы сравнени  одноименными концами подсоединена последовательна  цепь, состо ща  из стабилитрона и резистора, а выход схекы сравнени  через разделительный трансформатор подключен к входу выпр мительного моста 2.

К недостаткам устройства можно отнести то, что в св зи с наличием сравнительно большого количества полупроводниковых элементов в его схеме , существенно повышаетс  .веро тность откагчов защиты в функционировании из-за повреждений элемонтов устройства.

Излишние и ложные срабатывани  защиты, а также отказы в СрабатываНИИ при повреждении защищаемого объекта , которые могут иметь место по указанной причине, могут привести к большому экономическому ущербу. Все это приводит к необходимости прин ти  дополнительных мер, повышающих надежность защиты.

Одной из таких мер может  вл тьс  введение в состав устройства защиты дополнительных узлов, контролирующих

исправность элементов схемы в процессе эксплуатации. Такого рода узлы могут выполн тьс  в виде отдельного или встроеннгго в основную защиту устройства (этот вариант более предпочтителен ) дл  контрол  исправности релейной зшчиты.

Известно устройство дл  контрол  (Исправности блока релейной защиты электроустановок, содержгицае блок управлени , включенный на входе блока релейной защиты, выходной блок И, блок пам ти и блок НЕ, причем блок пам ти и блок НЕ включены параллельно между контролируемым блоком релейной защиты и выходным блоком И, а дополнительный выход блока подсоединен к блоку управлени  .

Недостатком этого устройства дл  контрол   вл етс  то, что при его применении увеличиваетс  врем  действи  защиты, что весьма не желательно в дифференциальных и дифференциально-фазных защитах таких ответственных элементов энергетической системы , как трансформаторы, генераторы блоки генератор-трансформатор и т.д.

Известно также устройство дл  тестовой проверки релейной токовой защиты, содержащее двустабильный триггерный элемент, его реле-повторитель , блок формировани  тестовых сигналов , блок регистрации сигналов,блок сравнени  сигналов и блок задержки. Блок формировани  тестовых сигналов питаетс  переменным током и воздействует на блок провер емой защиты. При запуске устройства пусковой триггерный элемент и его повторитель запускают блок формировани  тестовых сигналов , воздействуют на изменение тормозной характеристики блока заЩиты , блокируют его выходные органы и запускают блок задержки, который воздействует на первый вход блока сравнени  сигналов. На второй вход этого блока поступает от провер емого блока защиты сигнал через блок регистрации сигнала. В случае несовпадени  сигналов от блока задержки и от канала контрол  провер емой защиты или от канала отключени  ее (неисправность блока защиты) на выходе блока сравнени  сигналов по вл етс  сигнал, с выдержкой времени срабатывает двустабильный триггерный элемент который возвращает пусковой элемент и блокирует провер емую защиту. В случае исправности провер емого блока осуществл етс  только возврат пускового элемента C4j.

К недостаткам этого устройства можно отнести во-первых то, что конт ,роль исправности защиты с его помо .щьюосуществл етс  периодически (обычно считаетс ,что периодичность такого контрол  равна одному разу в одну-две недели), а не посто нно, и, во-вторых , то, что при таком контроле вы вл ютс  только те отказы элементов, которые привод т к отказу контролиру емого блока в целом. Периодический контроль исправноети релейной защиты, осуществл емый -описанным выше устройством, не исклю 1)чает возможности достаточно длитель joro (в пределах одной-двух .недель) наличи - неисправности реле. Если в т чение этого времени произойдет внешнее или внутреннее короткое замыкани то защита может отказать в функциони ровании. Кроме того, как указывалось Bbttue, описанное устройство фиксирует отказы блоков в целом, а не уход параметров элементов,, вход щих в их состав. Таким образом, при постепенном ухудшении параметров элементов, что относительно часто встречаетс  у современных полупроводниковых комйонент , этот факт будет зафиксирован только тогда, когда это ухудшение параметров достигнет уже таких опасных значений, что откажет блок в целом . Описанные недостатки снижают эффективность контрол  исправности защиты посредством описанного выше уст ройства дл  тестовой проверки и требуют дополнительных мер, .повышающих эту эффективность. Известен также индикатор отказов релейной защиты, содержащей логические  чейки НЕ, входы которых  вл ютс  входами индикатора отказов и соединены с контрольными точками контролируемого устройства защиты, логические  чейки И, входы которьох соеди нены с соответствующими выходами логических  чеек КЕ и с соответствующими входами индикатора отказов а также блок задержки, вход которого соединен ссоответствующим входом ин дикатора отказов, а выход - с входами соответствующих логических  чеек И, причем выходаа логических  чеек И,  вл ютс  выходами индикатора отказов ГзТ. Описанный индикатор отказов вы вл ет возникшие неисправности практически мгновенно, недостатком же его  вл етс  то, что он фиксирует только отказы вход щих в логическую часть Зсцциты блоков, а не уход параметров элементов, вход щих в состав блоков, и, следовательно, во-первых, не пригоден дл  контрол  исправности измерительной части защиты ;котора  в современных полупроводниковых комплектах защиты составл ет весьма существенную часть) и, к тому же, не контролирует постепенного ухода параметров элементов схемы, если этот уход еще не привел к отказу блока. Цель изобретени  - повышение надежности устройства дл  дифференциальной защиты путем введени  посто н-. ного контрол  исправности цепей и элементов защиты в процессе эксплуатации , а также расширение области применени  узла дл  контрол  исправности съемных кассет защиты, и увеличение глубины контрол  путем фиксации отклонени  от нул  суммы конт рольных сигналов и компенсирующего сигнала. Поставленна  цель достигаетс , тем, что в устройство защиты, содержащее в каждой фазе блок датчиков тока, выходы которого присоединены к мгогоплечевому диодному полумосту, присоединенный к нему двуплечевой элемент сравнени , фазный орган, вход которого соединен с выходом выпр мительного моста, пусковой орган, элемент И, входы которого соединены с пусковым и фазным органами, формирователь входного логического сигнала, подключенный к многоплечевому диодному полумосту , выход которого подключен .к элементу временной задержки и к одному из входов первого логического элемента И-НЕ, второй логический элемент И-НЕ, входы которого соединены с выходом первого логического элемента и с выходом элемента временной задержки , а выход св зан с элементом запрещени  срабатывани , элемент разрешени  срабатывани , вход которого соединен с выходом первого логического элемента, а выход объединен с выходом элемента запрещени  срабатывани  и соединен с третьим входом элемента И, преобразователь дифференциального тока, подключенный к выходам элемента сравнени  и блока датчиков тока, его линейный выход соединен с входами пускового органа, порогового элемента, элемента торможени , первым входом сумматора и вторым входом первого логического элемента,третий вход которого подключен к выходу элемента запрещени  срабатывани ,второй вход сум1 атора соединен с выходом элемента торможени , выход сумматора подключен к основному входу элемента дозировани , первый управл ющий вход которого соединен с выходом порогового элемента, а второй - выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов контрол  длительности входного сигнала и бестоковой паузы соответственно, причем вход элемента контрол  длительности входного сигнала и первый вход элемента контрол  бестоковой паузы объединены и соединены с выходом дифференцировани  преобразовател  дифференциального тока, второй вход элемента контрол  бестоковой паузы  вл етс  входом напр жени , выход

мента дозировани  подключен к первому управл ющему входу фазного органа , второй вход которого подключен к выходу формировател  входного логического сигнала, выход элемента сравнени  через разделительный транс форматор подключен к входу выпр мительного моста, устройство защиты выполнено на ц съемных кассетах, введены узел контрол  исправности съемных кассет с и группами входов, узел контрол  исправности цепей напр жени , элемент ИЛИ и выходной орган, а фазные органы, преобразователи дифференциального тока, пусковые органы , элементы разрешени срабатывани , элементы запрещени  срабатывани , элементы временной задержки, элементы торможени , элементы контрол  длительности входного сигнала, контрол  длительности бестоковой паузы ипреобразователи дифференциального тока всех трех фаз выполнены с контрольными выходами, формирователь входного логического сигнала одной фазы защиты выполнен с дополнительным выходом причем входы и-и группы входов узла контрол  исправности съеглных кассет соединены с контрольными вьцсодами тех элементов, которые размещены на п-й кассете, выходы элементов И, Bcex трех фаз соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом выходного органа, узел контрол  цепей напр жени  включает входной сумматор, основные входы ко торого подключены к выходам блока датчиков напр жени , входной преобразователь сигнала, входы которого подключены к дополнительному выходу формировател  входного логического сигнала и выходу узла контрол  исправности съемных кассет, выход входного преобразовател  сигнала подключен к дополнительному входу входнопр сумматора , вспомогательные входы которого присоединены к элементам настройки и проверки, а выход входного сумматора через компаратор и элемент индикации присоединен к входу элемента выдержки времени.

Поставленна  цель в первом варианте предлагаемого узла контрол  исправности , съемных кассет защи-Ы достигаетс  тем, что в индикатор отказов релейной защиты входы которого присоединены к контрольным точкам защиты, содержащий элемент выдержки времени, выход которого служит выходом индикатора , введены входные сумматоры, выпр мители , компараторы, элементы индикации и элементы настройки по числу контролируемых кассет, а также элемент ИЛИ и элемент проверки, причем основные входы входных сумматоров служат входами узла контрол , к дополнительным входам входных сумматоров присоединены выходы соответствующих элементов настройки и элемента проверки, выходы входных сумматоров через последовательно включенные выпр мители, компараторы и элементы индикации присоединены к входам элемента ИЛИ, к выходу которого присоединен вход элемента выдержки времени , причем входные сумматоры и соответствующие им элементы настройки расположены на кoнтpoлиpye t x кассетах .

Поставленна  цель во втором варианте предлагаемого узла контрол  исправности съемных кассет защиты достигаетс  тем, что в первый вариант узл контрол  введены последовательно включенные второй выпр митель и сумматор , причем вход второго выпр мител  присоединен к выходу входного сумматора . Дополнительный вход сумматор соединен с элементом настройки, а к выходу сумматора присоединен вход первого выпр мител .

Область применени  вариантов узла контрол  исправности съемных кассет защиты различна.

Первый вариант узла контрол  предназначен дп  контрол  исправности таких кассет и съемных модулей защиты, сигналы на контрольных точках которы  вл ютс  в режиме дежурства защиты посто -нными по величине сигналами посто нного тока.

В тех случа х, когда сигналы ( или часть сигналов) на контрольных точках  вл ютс  неизменными по величине { например), по амплитуде, частоте и т.д. напр жени ми переменного тока иногда удаетс  удачно подобрать компенсирующий сигнал, снимаемый с блок настройки. Тогда и в этих случа х дл контрол  исправности кассет может быть применен первый вариант узла контрол  исправности съемных кассет 3 ащиты.

Однако довольно часто оказываетс , что сигналы на контрольных точках -.это неизменные по величине (по амплитуде, форме и т.д. напр жени  переменного тока, которые в режиме дежурства защиты имеют различную форму ( например, имеютс  синусоидальные трапецеидальные и пр моугольные по форме сигналы). В этом случае дл  контрол  исправности кассет должен быть применен второй вариант узла контрол .

На фиг.1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства дл  дифференциально-Фазной защиты; на фиг.2 - структурна  схема первого варианта узла контрол  исправности схемных кассет защиты; на фиг.З структурна  схема второго варианта узла контрол  исправности съемных кассет защиты. Устройство дл  дифференциальнофазной защиты (фиг.1) в каждой фазе содержит блок 1 датчиков тока, входы которого соединены с трансформаторами тока плеч защиты, а основные выходы подсоединены к многоплечевому диодному полумосту 2. Формирователь 3 входного логического сигнала подключен к выходу многоплечевого диодного полумоста 2, к которому также подключен вход элемента 4 сравнени . Выход элемента 4 сравнени  через раз делительный трансформатор 5 и выпр мит ель ный мост 6 подключен к основно му входу фазного органа 7, основной выход которого подключен к входу эле мента И 8. К дополнительным выходам Шлока 1 датчиков т,ока и элемента 4 сравНени  присоединён преобразовател 9дифференциального тока, к линейному выходу которого подключен вход пускового органа 10 и вход первого логичес кого элемента И-НЕ 11. К основному вы ходу пускового органа 10 присоединен второй вход злемента И 8. К выходу первого, логического элемента И-НЕ 11 подключены входы второго логического элемента И-НЕ 12.и элемента 13 разрешени  срабатывани . К выходу второГ9 логического элемента И-НЕ 12 подключен вход элемента 14 запрещени  срабатывани , выход которого объединён с выходом элемента 13 разрешени  qpaбaтывaни  и соединен с третьим входом элемента И 8. Выход формировател  3 входного логического сигнала подключен к второму входу фазного органа 7, к одному из входов первого логического элемента И-НЕ 11 и к входу элемента 15 временной задержки. основной выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента И-НЕ 12. К выходу преобразовател  дифференциального тока 9 подключены входы порогового элемента 16 и элемента 17 торможени  и первый вход сумматора 18, второй вход которого подсоединен к выходу элемента 1 торможени . К выходам порогового органа 16 и сумматора 18 присоединены входы элемента 19 дозировани , выход которого соединен с первым управл ющим входом фазного органа 7. К выходу дифференцировани  преобразовател  дифференциального тока 9 присоединены входы элемента 20 контрол  длительности входного сигнала и элемента 21 контрол  паузы, к осно1зным выходам которых присоединен элемент ИЛИ 22, выход которого соединен с третьим . входом элемента 19 дозировани . Выхода элементов И 8 всех трех фаз присоединены к входам элемента ИЛИ 23 выполненного по любой стандартной схеме. К выходу элемента ИЛИ 23 подключен выходной орган 24. Входы входных сумматоров 25 каждой фазы защиты присоединены к контрольным выходам преобразователей дифференциального тока 9, пусковых органов 10, элементов 26 настройки и фазных органов 7. Входные сумматоры могут быть, например , выполнены на базе операционных усилителей в интегральном исполнении, элементы настройки - в виде регулиpyeivbix потенциометров, подключенных 1К клеммам источника питани . Конструктивно каждый входной сумматор 25 и элемент 26 настройки расположены на той же съемной кассете реле, на которой расположены контролируемые элементы 9, 10 и 7. Входные сумма-, торы 25 предназначены дл  суммировани  поступающих на их входы сигналов и формировани  выходного сигнала, пропорционсшьного сумме входных, а элементы 26 настройки предназначены дп  балансировки на нуль выходных сигналов входных сумматоров 25 в процессе настройки. Элементы 8 и 11-15 всех трех фаз защиты конструктивно располагаютс  на одной кассете. Дп  контрол  исправности элементов, расположенных на этой кассете, на ней располагаютс  также входной сумматор 27 и элемент 28 настройки, по своему устройству и назначению аналогичные соответственно входному сумматору 25 и элементу 26 настройки. Входы входного сумматора . 27 присоединены к основным входам первого 11 и второго 12 логических элементов И-НЕ, а также к контрольным выходам элемента 13 разрешени  срабатывани , элементы 14 запрещени  срабатывани  и элемента 15 временной задержки каждой фазы защиты. Дополнительный вход входного сумматора 27 присоединен к выходу элемента 28настройки. Элементы 16-22 всех трех фаз защиты конструктивно располагаютс  на одной кассете. Дл  контрол  исправности элементов, расположенных на этой кассете, на ней располагаютс  также входной сумматор 29 и элемент 30 настройки , по своему устройству и назначению аналогичные соответственно входноь1у сумматору 25 и элементу 26 настройки. Входы входного сумматора 29соединены с основным выходом сумматора 18, элементы 19 дозировани , порогового элемента 16 и элемента . ИЛИ 22, а также с контрольными выходами элемента 17 торможени , элемента 20 контрол  длительности входного сигнала и элемента 21 контрол  бестоковой паузы каждой фазы защиты. Один нз входов входного сумматора 29 соединен с выходом элемента 30 настройки . Контрольные выходы перечисленных выше элементов.предназначены дл  вывода сигналов, сн тых с контрольных точек соответствуюи1их элементов и со единены с выходами микросхем, вход щих в состав этих элементов, транзис торов и другими характерными, заранее выбранными точками внутри контро лируемых элементов. Выход каждого из входных сумматоров 25, 27, 29 соединен с входом соответствующего выпр мител  31, размещенного вместе со всеми последующи ми блоками на следующей кассете усТ ройства защиты. Каждый выпр митель 31 выполнен по типовой схеме, его выход через компаратор 32 и элемент 33 индикации присоединен к соответствуюте лу входу элемента ИЛИ 34. Ком паратор 32 также выполнен по типовой схеме, например на базе компаратора или операционного усилител  в микросхемном исполнении. Выпр митель 31 и компаратор 32 предназначены дл  вы-. полнени  присущих им функций - выпр млени  сигнала (выпр митель 31) и формировани  сигнала на выходе в случае превышени  входным сигналом величины порога срабатывани  (компаратор 32). Элемент 33 индикации предна-значен дл  индикации неисправного состо ни  соответствующей контролируемой кассеты иможет быть выполнен , например, в виде.транзисторного ключа со световой индикацией срабатывани  посредством светодиода. Элемент ИЛИ 34, предназначен дл  выполнени  логической функции ИЛИ и вы полнен по.стандартной схеме. Выход элемента ИЛИ 34 соединен с входом элемента 35 выдержки времени, предназначенного дл  формировани  времен ной задержки поступающего на него ло гического сигнала-на врем , равное, например 10-15 с. Элемент 35 выдержк времени может быть выполнен по любой из известных типовых схем, например, по схеме с разр дом конденсатора на составной транзистор, работающий в режиме эмиттерного повторител , в цепь эмиттера выходного транзистора которого включено малогабаритное гер метизированное реле. Выход элемента 36 проверки, предназначенного дл  проверки исправного состо ни  самого узла контрол  ксправноети. съемных кассет защиты, соединен с дополнител ными входами входных сумматоров 25, 27 29. Элемент 36 проверки в простейшем случае может быть выполнен, например, в виде электрической кнопки , на выход которой заведено напр жение от источника питани . Входы входного п эеобразовател  37 сигнала присоединены к дополнительно му выходу формировател  3 входного логического сигнала и квыходу элемента 36 проверки. Входной преобразователь 37 может бЕзГгь выполнен по типовой схеме компаратора и преднаэначендл  формировани  единичного сигнала на выходе в том случае, когда любой из его входных сигналов превышает по величине порог срабатывани . Выход входного преобразовател  37 сигнала присоединен к первому входу входного сумматора 38, выполненного по той же схеме и выполн ющего те же функции, что входные сумматоры 25, 27, 29. К трем следующим входам входного сумматора 38 присоединены выходы блока 39 датчиков напр жени , входы которого присоединены к трансформаторам напр жени  защиты . Блок 39 датчиков напр жени  может быть выполнен по типовой схеме, например, на базе маломощных промежуточных трансформаторов с выпр мител ми и предназначен дл  преобразовани  сигналов, поступающих от трансформаторов напр жени , в сигналы такой величины и формл, которые удобно примен ть в устройстве защиты. Каждый фазный выход блока 39 датчиков напр жени  соединен также с вторым входом элемента 21 контрол  бестоковой паузы соответствующей фазы. К следующему входу входного сумматора 38 присоединен выход элемента 40 настройки, выполн ющего те же функции И выполненного по такой же схеме , что и элементы 26, 28, 30 настройки . К последнему входу входного сумматора 38 присоединен выход элемента 41 проверки, аналогичного по функци м и исполнению, элементу 36. Выход входного сумматора :38 соединен через компаратор 42 и элемент 43 индикации с входом элемента 44 выдержки времени. Элементы 42-44 аналогичны по своим функци м и устройству элементам 32, 33 И 35 соответственно. Разница заключаетс  лишь в том, что выход элемента 35  вл етс  выходом сигнала о неисправности в цеп х реле, а выход элемента 44  вл етс  выходом сигнала о неисправности цепей напр жени . Конструктивно элементы 2-7, 9 и 10, 25 и 26 фазы Д располагаютс  на кассете 45, аналогичные элементы фазы В на кассете 46, фазы С.- на .касрете 47. Элементы 8 и 11-15 всех fpex фаз защиты расположены вместе с . элементами 23 и 27, 28 на кассете 48. Элементы 16-22 всех трех фаз защиты располагаютс  вместе с элементами 29. и 30 на кассете 49. Элементы 31-37 и 39-44 расположены на кассете 50. Кассеты 45-49  вл ютс  основными кассетами устройства защиты, кассета 50 - дополнительна . Первый вариант узла контрол  исправности съемных кассет защиты (фиг.2) содержит описанные вьые элементы 25 и 26, 31-36 и их св зи. Второй вариант узла контрол  исправности съемных кассет защиты (фиг.З также содержит все описанные выше элементы 25, 26 и 31-36, однако в его состав дополнительно введены пос ледовательно включенные выпр митель 51 и сумматор 52, выполненные по типовым схемам. Цепочка из последовательно включённых выпр мител  51 и сумматора 52 соедин ет выход входного сумматора 25 и вход выпр мител  31. Выход элемента 26 настройки также присоединен не к входу входного сумматора 25, а к входу сумматора 52. Остальньйе св зи и элементы были описаны выше. Устройство дл  дифференциальной защиты работает следующим образом. Токи от трансформаторов тока плеч защиты поступают на входы блоков дат чиков 1 тока, где- осуществл етс  их согласование посредством соответству ющего выбора числа витков первичных обмоток датчиков тока и с помощью регулировочных резисторов, подключенных параллельно регулировочнь1м юбмоткам датчиков тока. Сигналы от датчиков тока раздел ютс  по знаку полупёриода с помощью многоплечевого диодного полумоста 2 и поступают на вход элемента 4 сравнени . При внутреннем коротком замлкании на выходе элемента 4 сравнени  по вл етс  сигнал . Это приводит к по влению в сердечнике разделительного трансформато ра 5 знакопеременного, магнитного потока , который наводит во вторичной обмотке электродвижущую силу. При ма лых токах внутреннего повреждени  стабилитроны, вход щие в состав плеч элемента 4 сравнени , заперты и элек тродвижуща  сила вторичной обмотки разделительного трансформатора 5 име ет синусоидальный характер. Имеет место дифференциальный режим работы, когда ток срабатывани  не зависит от величины сквозного тока. При превышении сквозным током предельной величины открываютс  стабилитроны плеч схема срсшнени  и защитапереходит в фазный режим работы. Поэтому рассмат риваемое устройство защиты работает как дифференциальное в области малых токов и как дифференциально-фазное в области больших токов повреждени . При переходе с дифференциальной на дифференциально-фазную характеристик уртройство реализует дифференциальну защиту с торможением. Это позвол ет получить достаточную чувствительност к внутренним коротким замыкани м, со провождгиощимс  вытекгш цими токами на грузки при сохранении достаточной степени отстроенности защиты от токо небаланса, вызванных токами, при которых защита aiqe не переходит в фазный режим работы. Если при внутренних повреждени х, когда током обтекаютс  оба плеча элемента 4 сравнени  попеременно , напр жение на входе элемента 4 сравнени  не превыиало напр жени  стабилизации стабилитронов, вход щих в состав плеч элемента сравнени , то при внешнем коротком замыкании , когда током обтекаютс  оба плеча элемента 4 сравнени  одновременно , это. напр жение достигает удвоенной величины напр жени  стабилизации стабилитрона, если токи плеч защиты имеют достаточную величину. Это обсто тельство используетс  в защите в качестве дополнительного признака внешнего короткого замыкани . Элемент 3 фиксирует напр жение на входе 4, пропордионгшьное сумме - модулей токов присоединений на уровне 1,7-1,8 напр жени  стабилизации стабилитрона и формирует пр моугольный сигнал, который подаетс  на вход логического устройства (блоки 11 и 15) и на управл ющий вход 7, увеличива  его угол блокировки. Следовательно, при внутренних повреждени х угол блокировки будет меньше, чем при внешних. Дп  правильной работы устройства в -услови х предельно искаженной информации от трансформаторов тока (например , защита шин), когда фазова  погрешность может превысить 150, предусматриваетс  дополнительно логическа  часть. В основу ее принципа действи  положено следующее свойство переходного процесса в тран1 форматорах тока при преимущественно активной нагрузке.- При возникновении короткого замыкани  трансформаторы тока вход т в насыщение не сразу, а спуст  некоторое врем , определ емое характером переходного процесса, параметрами трансформатора тока, нагрузки и предшествующим состо нием трансформатора тока. В течение этого времени (в т желом переходном процессе - ме:нее 5 мс) первичный ток траисформируетс  во вторичную цеп практически полностьюи ток намагничивани  близок нулю. Если индукци  достигает величины , превышающей инд укцию Hacbos/sни , происходит вторичного тока, когда последний приобретает практически нулевую величину, а мгновенное значение тока намагничивани  - величину приведенного первичного тока. Таким образом, передний фронт тока намагничивани  всегда отстает от переднего фронта вторичного тока. Известно , что дифференциальный ток состоит из алгебраической сумкы мгновенных значений вторичных токов, но при внешних коротких замыкани х с т желыми переходными процессами дифференциальный ток становитс  равным току Нскмагничивани  одного из насытишиихс  трансформаторов тока. При внутренних коротких замыкани х, если первичные токи присоединений близки по фазе друг к другу, дифференциальный ток практически равен арифметической сум ме мгновенных значений вторичных токов . Следовательно, при внутренних коротких замыкани х передние фронты выпр мленного дифференциального и cyMMJ входных токов совпадают, а при внешних - второй будет отставать от первого на врем , не менее 1,52 мс, т.е. в дифференциальном токе по в тс  паузы. По факту такого отставани  можно давать запрет на срабатывание устройства. В качестве сигнала, фиксирующего передний фронт вторичного тока, используетс  напр жение, снимаемое с элемента 4 сравнени  с помощью форми ровател  3. С выхода 3 сформированны импульсы подаютс  на вход элемента 1 временной задержки, задерживающего сигнал на (1,5-2)мс, и на один из входов первого логического элемента 11, осуществл ющего операцию И-НЕ. Поскольку в течение указанного времени трансформаторы тока работают практически без погрешности , то на втором входе логического элемента 11 сигнал, снимаемый с линейного выхода преобразовател  9 диф . ференциального тока будет равен нулю 1а на выходе - 1. При совпадении логических единиц на входах второго логического элемента 12 по истечегии 1,5+2 мс на его выходе, хот  бы кратковременно, по витс  логический О, который элементом 14 запрещени  срабатывани  запоминаетс  на вре м  , большее времени максимальной про должительности пауз во вторичном токе при его срыве, когда отсутствуют удвоени  напр жени  на входе схемы сравнени , а, значит, и сигнал с выхода 3. Логический О, с выхода 14, объединенного пб схеме ИЛИ с выходом 13,.на котором в этом режиме также будет логический О, подаетс  на один из входов б и на третий вход 11 предупрежда  совпадение 1, на трех его входах при срывах вторичного тока одного из трансформаторов тока в последующих периодах переходного процесса и выдаче в этом случае 1, с линейного выхода 9. Процесс повтор етс  в каждом периоде при наличии периодической составл квдей или полупериоде при ее отсутствии. Таким образом, в течение всего пе реходного процесса на одном из входов элемента 8, осуществл ющего операцию И будет присутствовать-логический и срабатывание пускового органа 10 и фазного органа 7 из-за значительных погрешностей трансформаторов тока не. вызовет по вление сигнала на выходе 8, т.е. не приведе к излишнему срабатыванию элементе ИЛИ 23, и выходного органа 24. При внутренних коротких замыкани х , когда токи, посылаемые источниками питани , совпадгиот rio фазе, напр жение на входе 4 не превышает напр жени  стабилизации стабилитрона и формирователь 3 не выдает запускающие импульсы на логическую часть схемы, состо ние которой не измен етс  в течение всего процесса. На выходе 14 будет присутствовать сигнал 1 и при совпадении сигналов от 10 и 7 защита сработает. Наличие логического устройства (а также управлени  углом блокировки позвол ет уменьшить угол блокировки фазного органа при сохранении высокой отстроенности от внешних коротких замыканий. Это св зано с необходимостью обеспечени  работы защиты в течение первого периода при максимгильно возможном искажении сигнала, так как во втором периоде (возможно и в нескольких последующих ) искажение сигнала будет настолько большим, что элементы 7 и 10 могут не сработать, то есть защита будет иметь задержку в срабатывании на значительное врем , определ емое посто нной времени апериодической слагаемой тока короткого замыкани . Таким образом, уменьшение угла блокировки приводит к повышению устойчивости рыстроты срабатывани  защиты в рассматриваемом режиме. При внутренних коротких замыкани. х со сдвигом по фазе токов, посылаемых источниками питани , существует интервал времени, когда током обтекаютс  оба плеча схемы сравнени , т.е. напр жение на схеме.уравнени  возрастает до удвоенного ыапр жени  стабилизации стабилитрона и логическое устройство запуститс . Однако в отличие от внешнего короткого замыкани , одновременно со вторичным по вл етс  дифференциальный ток. Поэтому после по влени  сигнала на клходе 3, на второй вход 11 будет подан сигнал с линейного выхода 9 и на выходе 11, хот  бы кратковременно, по витс  О, который запоминаетс  элементом 13 разрешени  срабатывани  на врем , достаточное дл  прохождени  импульса на отключение-выключател . Возможный сигнал запрета в этом режиме от элет мента 1.4 будет сн т и при срабатывании фазного органа 7 и пускового органа 10 элемент 8 выдает запускающий импульс на 23 и-24 в результате чего защита срабатыва ет.При использовании изобретени  дл  защиты силовых трансформаторов (автотрансформаторов ) , необходимо отстраиватьс  от включени  трансформаторов на-холостой ход.

Предлагаемое устройство защиты работает при броске т.ока намагничивани  следующим образом. С линейного выхода преобразовател  9 дифференциального тока сигнал поступает на входы порогового элемента 16 и элемента 17 торможени . При работе в переходном режиме трансформатора элемент 17 торможени  вырабатывает тормозной сигнал запира  первую гармонику дифференциального тока. При этом в режиме апериодического броска тока Намагничивани  в выходном сигнале элемента 17 торможени  присутствует апериодическа  слагающа  и высшие гармоники, а в режиме периодического - высшие гарМОНИКИ . В св зи с тем, что элемент 17 торможени   вл етс  широкополосным фильтром, врем  запаздывани  выходного сигнала значительно меньше времени , соответствующего углу блокировки защиты, что позвол ет ввести частичную компенсацию ложного выходного сигнала фильтра входным. Это реализуетс  введением сумматора 18, на. один вход которого поступает напр жение с выхода элемента 17 торможени , а на другой - с его входа; причем сигналы поступают с разными знаками. Степень компенсации тормозного сигнала определ етс  из услови  селективности работы защиты при бросках тока намагничивани . Сумматор содержит ограничитель напр жени , ограничивающий тормозной сигнал на уровне, соответстзукием напр жению стабилизации стабилитронов схемы сравнени . При внутренних коротких замыкани х применение компенсации и ограничение интенсивности выходного сигнала позвол ет значительно уменьшить тормозной сигнал, что приводит к повышению быстродействи  защиты.

Однако при больши1Х кратност х токов внутренних коротких замыканий при наличии в них максимальных апериодических составл ющих с максимальны1ми посто нными времени возможно глу- бокое насыщение трансформатора тока. Последние могут генерировать высшие гармоники и, несмотр  на компенсацию, выходной сигнал сумматора 18 может иметь значительную величину. Это может привести к существенным задержкам в срабатывании защиты. Дл  повышени  быстродействи  эащиты в этом режиме используетс  еще один отличительный признак коррткого замыкани  от броска тока н.амагничивани . Поскольку насыщение сердечника вызвано изменением магнитного потока, оно не может происходить мгновенно. Поэтому устойчи-. вым признаком броска тока намагничивани   вл етс  наличие бестоковых пауз в производной броска тока намагничивани  как после подачи напр же.ни .

Claims (4)

1. так и на прот жении всего процесса включени . Сигнал с выхода дифференцировани  преобразовател  9 дифференцисшьного тока поступает на вход элемента 20 контрол  длительности входного сигнала и на токовый вход элемента 21 контрол  паузы, на входы напр жени  которогопоступает сигнал с блока 39 датчиков напр жени , св занного с трансфбрматорами напр жени , установленными на выводах защищаемого объекта. Элемент 21 контрол  паузы контролирует длительность бестоковой паузы от момента выдачи напр жени  на защищае№лй объект до по влени  производной дифференциального тока. Если длительность этой паузы более 3 мс (режим броска тока намагничивани ) , элемен.т 21 контрол  паузы не выдает сигнал управлени  через элемент ИЛИ 22, и элемент 19 дозировсши  пропускает весь тормозной сигнал с выхода сумматора 18 на фазный орган 7, который загрубл етс  и не выдает сигнал на элемент И 8. Если длительность бестоковой паузы от момента выдачи напр жени  до по вени  производной дифференциального тока менее 3 мс, что соответствует внутреннему короткому замыканию, элемент 21 контрол  паузы вырабатывает сигнал управлени . Последний через элекйнт ИЛИ 22 поступает на ё горой управл ющий вход элемента 19 дозировани , который ограничивает 5зеличину тормозного сигнала до уровн , достаточного дл  отстройки от переходных токов небаланса внешних коротких замыканий . Этот тормозной сигнал весьма мал, так как фазный орган 7 в значительной мере отстроен от внешних коротких за№1каний. Дл  обеспечени  быстродействи  устройства после выдачи напр жени  служит элемент 20 контрол  длительности входного ригнала. Этот элемент запускаетс  сигналом с выхода преобразовател  дифференциального тока и блокируетс  на 14 мс. Благодар  -этому, в режиме апериодического броскатока намагничивани  на выходе элемента 20 контрол  длительности входного -сигнала напр жение посто нно будет равно нулю. Это объ сн етс  тем, что форма апериодическогр броска тока намагничивани  представл ет собой последовательностьпикообразных импульсов, максимальна  длительность которых не превышает 3,5 мс, а между импульсами следуют бестоковые паузы, однако вследствие большой посто нной времени апериоического броска тока намагничивани , по.следн   плохо трансформирует  трансформаторами тока пЛеч.ащиы и датчиками тока устройства защиы , при этом в кривой броска тока наагничивани  вместо пауз по вл ютс  отрицательные полуволны .малой крутиз ны. Дл  восстановлени  бестоковых па уз преобразователь 9 дифференциально го тока дифференцирует входной сигна При внутренних коротких замыкани х в производной токакороткого замыкани  через 14 мс не будет бестоковых пауз и элемент 20 контрол  длительности входного сигнала выдаст управл ющий сигнал через элемен± ИЛИ 22 на второ управл ющий вход элемента 19 дозировани . Последний ограничит величин тормозного сигнала до уровн , достаточного дл  отстройки от. переходных токов небаланса внешних коротких замыканий . Дл  отстройки от периодичес ких бросков тока намагничивани  поро срабатывани  элемента 20 контрол  входного сигнала и элемента 21 контрол  длительности бестоковой паузы устанавливаетс  на уровне 1,6 номинального тока. При очень больших токах внутренни коротких замыканий, превышающих максимальное значение броска тока намаг ничивани  и тока небаланса, представ л ющих большую опасность дл  устойчи вой работы систе)чз1, срабатывает поро говый элемент 16 и .вщает сигнал на первый управл ющий вход элемента 19 дозировани . Последний полностью сни мает тормозной сигнал с второго управл ющего входа фазного органа 7, чем обеспечиваетс  наиболее высокое быстродействие защиты. Из описанного  сно, что устройство дл  дифференциальной защиты во всех перечисленных режимах работает точно так же, как прототип, облада  всеми его достоинствами. Кажда  фаза защиты работает сама по себе. Цепи разных фаз объедин ютс  только на элементе ИЛИ 23, который обеспечивает действие защиты на отключение защищаемого объекта при по влении отключающего сигнала в цепи хот  бы од ной, фазы защиты. Все элементы основной схелы устройства защиты располагаютс  согласно предлагаемому изобретению на кассетах 45-49 (фиг.1), хот , вообще го вор , число кассет люжет быть выбрано другим. при этом в соответствии с целью изобретени  возникает необходимость контрол  исправности элементов, вход щих в состав соответствующих кассет . В случае по влени  неисправностей , необходимо знать, в какой именно кассете возникла неисправность с тем, чтобы иметь возможность- сменить именно эту кассету. Локализовать неисправность внутри кассеты, т.е. вы вить непосредственно поврежденный элемент на кассете не требуетс , по крайней мере эта .задача, если eje по каким-то причинам придетс  решать, решаетс  другими средствами. Контроль исправности элементов, вход щих в состав устройства защиты, в соответствии с описанным выполн етс  следующим образом. На исправное, правильно настроенное устройство защиты, выдаютс  сигналы , имитирующие нормальны.й режим работы. В большинстве случаев дл  этого на реле достаточно выдать питание от цепей оперативного тока. После -этого посредством сигналов, снимаемых с потенциометров, вход щих в состав элементов 26, 28, 30 настройки , балансируютс  на О поочередно входные сумматоры 25, 27, 29. При этом на их выходах сигналов нет, нет сигналов и на выходах элементов 31-35. После такой настройки узел контрол  исправности готов к действию, а контролируемую защиту можно вводить в работу. . После того, как защита введена в работу, подавл ющую часть времени она находитс  в режиме дежурства, т.е. защищаемой объект исправен и в окружающей части системы повреждений тоже нет. Если теперь в контролируемой кассете защиты по вл етс  неисправность , привод ща  к изменению величин сигналов, снимаемых с контрольных точек , балансировка соответствующего входного сумматора 25, 27, 29 нарушаетс  и на ег;о выходе по вл етс  сигнал . В качестве контрольных точек контролируемого блока обычно выбираютс  выходы микросхем, точки, наход щиес  в цеп х эмиттеров или коллекторов транзисторов и т.д. Входные резисторы входных сумматоров 25, 27, 29 выбираютс  таким образом, чтобы при большинстве контролируемых повреждений сигнал разбалансировки на. выходе этих сумматоров равн лс  максймальному значению. Чтобы обеспечить надежное разделение контролируекых и контролирующих цепей в каждой входной цепи входных сумматоров 25, 27, 29 включаетс  последовательно по два входных резистора,Теперь практически никакое одиночное повреждение в схеме.узла контрол  не может привести к ложному срабатыванию защиты. В то же врем  по вление неисправности во входных цеп х устройства контрол  приведет к разбалансировке соответствующего усилител  25, 27, 29 и будет вы влено обслуживающим персоналом, т.е. узел контрол  исправности съемных кассет контролирует, исправность не только контролируемого устройства защиты, но и свою собственную. При по влении сигнала небаланса на выходе входного сумматора этот сигнал выпр мл етс  соответствующим выпр мителем 31 и подаетс  на компаратор 32 Если поступивигий сигнсш превышает порог срабатывани  компаратора 32, то последний срабатывает и выдает сигнал fia соответствующий элемент 33 и иди к аЦии . Порог срабатывани  компаратора 32 выбираетс  таким образом, чтобы небольшой по величине раз баланс, который может по витьс  на выходе входного сумматора 25 и 27 или 29 из-за температурного дрейфа параметров элементов схемл защиты и узла контрол , из-за колебани  величин питающего напр жени  и т.д., не привел к срабатыванию коглпаратора 32, а разбаланс, возникающий при по влении повреждени  в схеме, был достгггочен дл  его срабатывани . Срабатывание компаратора 32 приводит к срабатыванию ключа вход щего в состав элемента 33 индикации, в результате чего начинает светитьс  светодиод , вход щий в состав этого элемента . Сигнал, снимаемый с ключа,вход щего в состав элемента 33 выдаетс  на один из входов элемента ИЛИ 34, с выхода которого сигнал подаетс  на элемент 35 выдержки времени, имеющий врем  задержки, равное, например, 10+15 с. По истечении указанной выдержки времени элемент 35 выдержки времени срабатывает и его выходной сигнал высвечивает на щите управлени  табло Неисправность цепей защиты . По загоранию этого табло и свечению светодиода соответствующего элемента индикации на лицевой панели реле вы вл етс  поврежденна  кассета защиты, котора  впоследствии Зс1мен етс  исправной. При необходимости сигнал с элемента 35 выдержки времени может выводить поврежденную заициту из действи . Это вполне допустимо так как поврежденна  защита не может функционировать нормально и сохранение ее в работе может привести в дальнейшем к отказам в функционировании , например, при .коротких закыкани х вне зоны защиты. При коротких замыкани х в зоне или вне зоны защиты поблизости от защищаемого объекта на выходе входных сумматоров 25, 27, 28 тоже может по витьс  небаланс, который приведет к срабатыванию элементов 31-34, но . элемент 35 не успеет сработать из-за наличи  выдержки времени, и сигнала о неисправности защиты выдано на щит управлени  не будет. После отключени  короткого замыкани  все блоки описываемого узла контрол  исправности съемных кассет згициты вернутс - в исходное состо ние. Дл  того, чтобы убедитьс  в работоспособности самого узла контрол  исправности съемных кассет защиты следует нажать кнопку, вход щую в состав элемента 36. При этом на выходах всех входных сумматоров по вит с  небаланс и элементы 31-35 срабатывают . В результате должны загоретьс  светодиоды во всех элементах 33 индикации и табло Неисправность цепей защиты на щите управлени . Выше отмечалось, что дл  улучшени  отстройки от броска тока намагничивани  в предлагаемом- устройстве защиты, как и в прототипе, используетс  информаци  о напр жении на одной из сторон защищаемого оС-зекта. Источником такой информации  вл ютс  трансформаторы напр жени , подключенные через автоматический выключатель к блоку 39 датчиков напр жени . В нормальном режиме работы защищаемого объекта информаци  о напр жении  вл етс  избыточной, т.е. исчезновение этой информации не ведет к ложному срабатыванию защиты. Тем не мегее исправность цепей напр жени  необходимо контролировать, поскольку при неисправност х в этих цеп х не обеспечиваетс  полноценна  отстройка от бросков тока намагничивани , а повреждени  в цеп х напр жени  случаютс  относительно часто. Очевидно также, что сигнализаци  о неисправности в цеп х напр жедчи  должна выдаватьс , только в том случае , если информаци  о напр кении тер етс  на достаточно продолжительное врем  (пор дка 10-15 с) при условии, что защищаемой объект включен в нормальную работу. Использование в схеме реле-повторителей положени  выключателей нежелательно, по причине малой надежности таких цепей, а также вследствие необходимости в этом случае прокладки дополнительных контрольных кабелей. В св зи с этим в устройстве защиты был также предусмотрен контроль исправности цепей напр жени , действующий следующим образом. Дополнительный выход формировател  3 входного логического сигнала, сигнал на котором пропорционален сумме модулей токоз плеч соответствующей фазы защиты, соединен с входом функционального преобразовател  37. На выходе этого преобразовател  представл ющего собой обычный компаратор, сигнал по вл етс , в том случае, если сигнал на его входе превышает некоторое пороговое значение, определ емое, погрешност ми и разбалансом схемы. Сигнал на выходе функционального преобразовател  37 равен 1, если защищаемой объект обтекаетс  током нагрузки, и равен О, если ток нагрузки отсутствует, например, защищаемый объект отключен или работает в режиме холостого хода. Сигнал с выхода функционального преобразовател  37поступает на рабочий вход сумматора 38. На тормоз щие (преп тствующ срабатыванию) входы сумматора 38 за ведены сигналы о напр жении со всех трех фаз (от блока 39 датчиков напр  жени ). Входные резисторы сумматора 38и сигнал регулировки, снимаемлй с регулировочного резистора элемента 40 настройки, подобраны таким образом ,что при выдаче на входы сумматора 38 всех четырех указанных сигналов (сигнала с выхода элемента 37 и трех сигналов с блока датчиков напр жени  на его выходе либо нет сигнала/ либо есть небольшой отрицательный сигнал. Значительный положительный сигнал на выходе сумматора 38 по вл етс  в том случае, если исчезнет сигнал о напр  жении хот  бы в одной фазе, а сигнал с выхода элемента 37 будет присутст вовать , т.е. защищаемый объект обтекаетс  током. В этом случае срабатывает компаратор 42, элемент 43 индикации выдает сигнал на элемент 44 выдержки времени и последний с выдержкой времени 10-15 с высвечивает на щите управлени  табло Цепи напр жени  защиты неисправны. По этому сигналу представитель обслуживающего персонала должен проверить включенное состо ние автоматического выключател  в цепи трансформаторов напр жени , а если это понадобитс ,то исправность остальных элементов,включенных в эти цепи, при коротких замыкани х на защищаемом объекте или поблизости , от него сигнал о неисправности цепей напр жени  не выдаетс , так как этому преп тствует элемент 44 выдержки времени. Если требуетс  проверить исправ-t ность цепей самого узла контрол  цепей напр жени , в частности элементов 37 и 38, 42 и 44 то, как и дл  проверки исправности описанных ранее узлов контрол , следует нажать кнопку вход щую в состав элемента 36 проверки . При этом входной сумматор 38 разбалансируетс  и на его выходе по вл етс  положительный сигнал, необходимый дл  срабатывани  последующих элементов 42-44.При кратковременном нажатии кн.опки 36 сигнал на щите управлени  не успевает по витьс , но высвечиваютс  светодиоды на всех элементах 33 и 43 индикации.. Если требуетс  проверить исправность цепей напр жени  при работе защищаемого объекта в режиме холостого :ода, до набора нагрузки, то после описанной выше проверки посредством кнопки, вход щей в состав элемента 36, следует нажать кнопку, вход щую в состав, элемента 41. При этом светодиод на блоке 43 индикации не должен загоратьс  и сигнал на идат управлени  не должен быть-выдан. Нажатие кнопки, вход щей в состав элемента 41 приводит к по влению единичного сигнала на входе элемента 38, но этот сигнал при исправных цеп х напр жени , как это уже было описано выше, компенсируетс  сигналами, поступающими с блока 39 датчиков напр жени . Если при нажатии кнопки, вход щей в состав элемента 41, в режиме холостого хода защищаемого объекта загораетс  светодиод на элементе 43 индикации, то это свидетельствует-о неисправности цепей напр жени  или о том,что защищаемый объект отключен, т.е. на нем напр жени  нет. Последн   возможность на практике легко может быть исключена опросом обслуживающего персонала . Элементы 35 и 44 выдержки времени выполнены по стандартной схеме с разр дом предварительно зар женного .конденсатора. Выходным органом этих элементов  вл етс  реле с размыкающим контактом, который замыкаетс  после разр да указанного выше конденсатора. Такое исполнение элементов 35 и 44 позвол ет выдавать на щит управлени  сигнализацию о неисправности даже в том случае, если повредилс  блок питани  всего реле (и контролирующего устройства ) посто нным током. При исчезновении напр жени  питани  элементы 35 и 44 с выдержкой времени срабатывают , з.амыка, ;. контакты своего выходного реле, и на щите управлени  загораетс  табло Неисправность цепей защиты и Неисправность цепей напр жени . С,ветодиоды на блоках индикации при этом гореть не будут. Убедитьс  в том, что исчезло питание реле посто нным током очень просто - достаточно нажать кнопку, вход щую в состав элемента 36. При этом не загоритс  ни один светодиод на блоках индикации. Первый вариант узла контрол  исправности съемных кассет защиты (фиг.2) работает так, как это было описано выше, и предназначен дл  использовани  преимущественно с вновь разрабатываемыми защитами, содержащими большое количество полупроводниковых элементов. Описанный узел предназначен дл  контрол  таких блоков релейной защиты, сигналы на контрольных точках которых  вл ютс  в режиме дежурства защиты посто нными по величине сигналами посто нного тока.В принципе этот узел можно применить и дл  контрол  таких блоков, у которых сигналы на контрольных точках представл ют собой практически неизменные по величине напр жени  переменного тока, но в этом случае возникает вопрос об источнике сигнала регулировки. В некоторых случа х этот вопрос решаетс  достаточно просто. Например, если все сигналы в нормальном режиме на контрольных точ ках - это синусоиды, то иногда удает с  сбалансировать их на О простым подбором входных резисторов или пода чей синусоидального сигнала в качест ве сигнала регулировки. При этом источником такого сигнала может  вл ть с  сама контролируемс1  кассета защит То же самое иногда удаетс  сделать, если сигналы на контрольных.точках, например,  вл ютс  пр моугольными им пульсами определенной дпительности. Но в некоторых случа х, если сигналы на контрольных точках - это неизменные по величине переменные напр жени , все-таки не удаетс  найти удобный дл  использовани  источник сигнала регулировки, который баланси ровал бы на О входные сумматоры 25, 27, 29 в режиме дежурства защиты Тогда следует применить узел контрол структурна  схема которого изображена (на фиг.З). Второй вариант предлагаемого узла контрол  исправности съемных кассет защиты (фиг.З) работает следующим образом. . Вход щие в его состав элементы 25 26 и 31-36 работают в соответствии с описанным выше. Разница заключаетс  лишь в том, что входной сумматор 35 не балансируетс  на О в нормальном режиме, так как не существует достаточно простого способа выработать сигнал, необходимый дл  его балансировки . Сигнал, снимаемый с выхода ;входного сумматора 25, выпр мл етс  и сглс1живаетс  ВЕ шр мителем 51 и после чего подаетс  на сумматор 52 и балансируетс  на О сигналом посто нного тока, снимаемым с потенциометра вход щего в состав элемента 26 настройки. Таким образом, в режим Дежурства защиты сигнал на выходе сумматора 52 равен нулю и последующие элементы 31-35 наход тс  в несра ботавшем состо нии. При по влении по вреждени  на контролируемой кассете устройства защиты по вл етс  разбгьла на выходе сумматора 52, срабатывают элементы 31-35, и выдают соответству ющие сигналы точно так же, как это было описано выше; Как известно, перспективным напра лением развити  отечественного и зарубежного релестроени   вл етс  выполнение вновь разрабатывае1 «х реле на основе современных микросхем в ин тегральном исполнении. При этом вс  схема реле делитс  на функциональные блоки, которые целесообразно выполн ть в виде кассет с разъемами, посредством которых эти блбки соедин ютс  с остальными част ми реле. Такой способ исполнени  функциональных модулей существенно упрощает обслужи вание реле, его настройку, смену отказавших узлов и т.д. Могут быть использованы и другие конструкции сменных модулей защиты. Сменные кассеты дл  повышени  надежности работы часто покрывают каким-либо защитным составом , предотвращающим окисление и разрушение паек, проводников -печатных плат, Корпусов и других элементов схемы из-за воздействи  кислорода воздуха, паров воды и других факторов . Такое конструктивное исполнение вновь разрабатываемлх реле, .i также тот факт, что повышение технического совершенства защиты, как правило, ведет к существенному усложнению схем защитных устройств, выдвигает определенные требовани  как к выполнению самих защитных устройств, так и к принципу выполнени  и конструкции устройств контрол  исправности. Ясно , например, что усложнение схем защиты и переход на новую элементную базу (микросхемы) усложн ет настройки проверки и другие BKptt обслуживани  защиты, выдвигает повышенные требовани  к квалификации обслуживающего персонала может вызвать в р де случаев необходимость частых проверок защиты дл  поддержани  ее в работоспособном состо нии. С стороны уже в насто щее врем  больша  часть отказов в функционировании защиты обусловлена ошибками, обслуживающего персонала, поэтому увеличение объема вмешательства персонала в работу защиты крайне нежелательно. Это противоречие удачно разраиаетс , ее- ли возложить функции проверки защиты на автоматические проверочные устройства . Очевидно также, что частое выведение защиты из работы на врем  проверок опасно с двух точек зрени : во-первых, на врем  проверок защищаемый о.бъект остаетс  без полноценной защиты, и, во-вторых, те элементы устройства, которые вывод т защиту из действи  на врем  проверок тоже обладают определенной ненадежностью и могут при выходе из стро  вывести защиту из дей- стви  в период ее нормальной эксплуатации ,, что крайне нежелательно. Отсюда  сно, что везде, где это возможно, следует отдавать предпочтение автоматическим устройствам контрол , не требующим выведени  защиты из работы, например, типа предлагаемых . Это однако не исключает сочетани  таких устройств с другими, например , ycтpoйcтвa и тестового контрол  исправности, которые тфедусматривеиот выведение защиты из действи  на врем  контрол . Об зательным условием, определ ющем эффективность применени  устройств контрол   вл етс  наличие в защите информационной, схемной или другой избыточности в нормальном режиме работы. В противном случае по в ление повреждени  в схеме будет trpa9У же приводить к ложному отключению защищаемого объекта и действие на сигнал узла контрол  окажетс  неэффективным . Предлагаемое устройство защиты обладает такой избыточностью. Из описанного  сно, что при сохра нении технического совершенства прототипа пре.цлагаемое устройство дл  дифференциальной защиты обладает более высокой надежностью. Экономическа  эффективность от повышени  надежности выражаетс  в уменьшении количества излишних и ложных действий защиты, а также отказов при внутренних коротких замыкани х. Узлы контрол  исправности съемных кассет защи ты по первому и второму вариантам вы вл ют не только мгновенные отказы элементов, вход щих в контролируемую кассету, но и разрегулировку, а также уход параметров по другой причине . Все это существенно повышает эффективность контрол , котора , кроме того, зависит от количества контроль ных точек, и порога срабатывани  ком паратора 32. Участие персонала в про цессе контрол  в случае применени  предлагаемых узлов сводитс  лишь к устранению возникшей неисправности после того, как она будет обнаружена Вы вление поврежденной кассеты не составл ет труда, так как кажда  кас сета контролируетс  своим контролиру ющим устройством. Вы вление же поврежденного элемента на кассете не требуетс  - кассета замен етс  целиком . Проведенные эксперименты показывают , что описанные узлы контрол  исправности позвол ют также контролировать исправность переходных контактов в разъемах, исправность вспомогательных монтажных цепей устройства защиты, источника питани  и т.д. Выведение контролируемой защиты и работы в процессе контрол  не требуетс , а сигнал с возникшей неисправности по вл етс  спуст  10-15 с посл |ее возникновени , что способствует быстрой замене неисправной кассеты и значительно повьпиает надежность конт ро ируемой защиты. Применение и первого и второго вариантов узлов контрол  исправности съемных кассет защиты возможно на широком классе контролируегллх защит практически без какого-либр изменени  схемы, т.е. описанньге устройства конт рол  могут быть легко стандартизирова ны, что упрощает их применение и облегчает эксплуатацию. Их использование возможно не только на элементах логической части защиты, но также и на измерительной части, чего невозможно было достичь при использовании прототи-па . Из описанного можно сделать вывод о том, что при сохранении достоинства прототипа узлы кoнтpo J  имеют бо- лее широкую область применени  и повышенную глубину контрол  за счет фиксации отклонени  от нул  суммы контрольных сигналов и компенсирующего сигнала. Все это позвол ет существенно повысить эффективность защит, использующих описанные устройства контрол  за счет уменьшени  числа ложных и излишних действий, а также отказов в действии устройства релейной защиты. Ориентировочный анализ дает основани  считать, что устройства контрол  дают возможность вы вить в 2-3 раза большее количество повреждений, чем индикатор отказов релейной защиты , прин тый в качестве базового объекта . К тому же следует учесть, что отказы многих элементов происход т не внезапно, а после достаточно длительного и плавного изменени  параметров . Этот факт позвол ет отметить следующее достоинство предлагаемах узлов контрол . Предлагаемые узлы контрол  (оба варианта) выдают сигнал о приближающемс  моменте параметрического отказа еще до возникновени  такого отказа .(при соответствукией настройке) и тем самым позвол ют персоналу сменить кассеты, параметры которых существенно ухудшились еще до того, как она откажет окончательно. Базовый объект не дает такой возможности . Экономическа  эффективность от внедрени  индикатора отказов релейной защиты, прин того в качестве базового объекта дл  контрол  исправности описанного ранее устройства защиты была бы в 2-3 раза меньше, чем подсчитанна  дл  изобретени . Формула изобретени  1, Устройство дл  дифференцисильной защиты, содержащее в каждой фазе блок датчиков тока, выходы которого присоединены к многоплечевому диодному полумосту, присоединенный к нему двуплечевоЯ элемент сравнени , фазный орган, вход которого соединен с выходом выпр мительного моста, пусковой орган, элемент И, входы которого соединены с пусковым и фазным органами , формирователь входного логического сигнала, подключенный к многоплечевому диодному полумосту, выход которого подключен к элементу временной задержки и к одному из

   входов первого логического элемента , И-НЕ, второй логический элемент И-НЕ, входы которого соединены с выходом первого логического элемента и с выходом элемента временной задержки, а выход св зан с элементом запрещени  срабатывани , элемент разрешени  срабатывани , вход которого соединен с выходом первого логического элемента, а выход объединен с выходом элемента . запрещени  срабатывани  и соединен с третьим входом элемента И, преобразователь дифференциального тока, подключенный к выходам элемента сравнени  и блока датчиков тока,.его линейный выход соединен с входами пускового органа, порогового элемента, элемента , торможени , первым входом сумма тора и вторым входом пе&вого логического .элемента, третий вход, которого подключен к. выходу элемента запрещени  срабатывани , второй вход сумматора соединен с выходом элемента торможени , выход сумматора, подключен к основному входу элемента дозировани , первый управл ющий вход которого соединен с выходом порогового элемента, а второй - с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов контрол  длительности входного сигнала и бестоковой паузы соответственно , причем вход элемента конт рол  длительности входного сигнала и первый вход элемента контрол  бестоковой паузы объединены и соединены с выходом дифференцировани  преобразовател  дифференциального тока, второй вход элемента контрол  бестоковой паузы  вл етс  входом напр жени , выход элемента дозировани  подключен к первому управл ющему входу фазного органа, второй вход которого подключен к выходу формировател  входного логического сигнала, выход элемента сравнени  через разделительный трансформатор подключен к входу выпр мительного моста, устройство защиты выполнено на Y съемных кассетах, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности путем введени  посто нного контрол  исправности цепей и элементов защиты в процессе эксплуатации, в него введены узел контрол  исправности съемных кассет с W группами входов, узел конт рол  исправности цепей напр жени , элемент ИЛИ и выходной орган, а фазные органы, преобразователи дифференциального тока, пусковые органы, элементы разрешени  срабатывани , элементы запрещени  срабатывани , элементы временной задержки, элементы торможени , элементы контрол  длительности , входного сигнала, контрол  (длительности бестоковой паузы и предбразователи дифференциального тока всех трех фаз выполнены с контрольными выходами, формирователь входного логического сигнала одной фаэы защиты выполнен с дополнительным выходом , причем входы и -и группы входов узла контрол  исправности съемных кассет соединены с контрольными выходами тех элементов, которые размещены на и-и кассете, выходы элементов И, всех трех фаз соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом выходного органа, узел контрол  цепей напр жени  включает входной сумматор, основные входы ко орого подключены к выходам блока датчиков напр жени , входной преобразователь сизтнала, входы которого подключены к дополнительному выходу формировател  входного логического сиг нала и выходу узла контрол  исправности съемных кассет, выход входного преобразовател  сигнала подключен к дополнительному входу- входного сумматора , вспомогательные входы которого присоединены к элементам настройки и проверки, а выход входного сумматора через компаратор и элемент индикации присоединен к входу элемента выдержки времени.
2. 2.Узел контрол  исправности съемных кассет защиты, входы которого присоединены к контрольным точкам защиты, содержащий элемент выдержки времени, выход которого слу бЛТ; выходом узла контрол , отлиЧ ющ и и с   тем, что, с целью расширени  его области применени  и увеличени  глубины контрол  путем фиксации отклонени  от нул  сумкы контрольных напр жений посто нного тока, неизменных по величине в режиме дежурства защиты, и компенсирующего сигнала, в него введены входные сумматоры , выпр мители, компараторы, элементы индикации и элементы настройки по числу контролируемых кассет, а также элемент ИЛИ и элемент проверки причем основные входы входных сумматоров служат входами узла контрол , к дополнительным входам входных сумматоров присоединены выходы соответствующих элементов настройки и элемента проверки, выходы входных сумматоров через последовательно включенные выпр мители, компараторы и элементы индикации присоединены к входам элемента ИЛИ, к выходу которого присоединен вход элемента выдержки времени , причем входные сумматоры и соответствующие им элементы настройки расположены на контролируемых кассетах .
3. 3.Узел поп.2,отличаю .щ и и с   тем, что, с целью расширени  его области применени , а именно использовани  дл  контрол  исправности кассет с контрольншли сигналами переменного тока, неизменными по величине в режиме дежурства защиты, в

   него введены последовательно включенные второй выпр митель и сумматор, причем вход второго выпр мител  присоединен к выходу входного сумматора , дополнительный вход сумматора соединен с элементом настройки, а к выходу сумматора присоединен вход первого выпр мител .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1. Авторское свидетельство СССР tt 311330, кл. Н 02 Н 3/28, 1978.

   omTTqjojtA 1111

   Т:

   2.Авторское свидетельство СССР по за вке №2968398,кл. Н 02 Н 3/28, 1981.

   3.Авторское свидетельство СССР № 477496, кл. Н 02 Н 3/04, 1979.
4. 4.Авторское свидетельство СССР 657646, кл. С 01 R 31/02, 1980.

   ь. Теоретические основы построен логической части релейной защиты и автоматики энергосистем. М., Энерги , 1979, с. 209.

   PmTTipaJuS

   от TT(pa3tt С 1111

   1111

   fOftfff/itOemU

   f/a eueitffA о irtww/wr/wv/ jiHifff fffifi jiff/Hfji I

   Фиг