SU1188823A2 - Устройство дл защитного отключени в сети переменного тока - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА по авт. св. № 1112467. отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы путем обеспечени  действи  защиты на отключение при совпадении короткого замыкани  с режимом самопроверки защиты, в него введен третий элемент И, а число входов п того элемента ИЛИ увеличено на один, причем первый вход третьего вновь введенного элемента И соединен с выхОдом пускового токового органа первой ступени , второй вход элемента И подключен к органу нанравлени  мощности измерительного блока, а выход подсоединен к вновь введенному входу п того элемента ИЛИ. (Л с оо 00 СХ) ю оо

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к релейной защите электрических схем, и  вл етс  усовершенствованием устройства по основному авт. св. № 1112467.

Цель изобретени  - повышение надежности работы путем обеспечени  действи  заш.иты на отключение при совпадении короткого замыкани  с режимом самопроверки защиты.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  зашитного отключени  в сети переменного тока содержит измерительный блок 1, включающий пусковые токовые органы 2, количество которых равно числу ступеней защиты и орган 3 направлени  мощности , формирующий блок 4, содержащий в каждой из ступеней элементы И 5, органы 6 феменных задержек, органы 7 сигнализации о работе соответствующей ступени, а также первый элемент ИЛИ 8, исполнительный орган 9, выполненный на элементе ЗАПРЕТ, первый, второй и третий элементы И 10, 11 и 12, элемент НЕ 13, орган 14 сигнализации о срабатывании защиты, органы сигнализации о неисправност х в формирующем блоке 15, моностабильный элемент 16, первый , второй и третий элементы 17, 18 и 19 задержки , RS-триггер 20, второй, третий, четвертый и п тый элементы ИЛИ 21, 22, 23 и 24, счетчик 25 регистрации числа самопроверок зашиты, орган сигнализации о неисправност х в измерительном блоке 26 и разделительные элементы ИЛИ 27, количество которых равно числу органов измерительго блока.

Устройство работает следуюшим образом .

При включенном состо нии выключател  защищаемого объекта, отсутствии на нем аварийной ситуации и исправном состо нии измерительного блока 1, сигналы на выходах последнего отсутствуют (исключение составл ет выход органа 3 направлени  мощности , реагирующего на полную мощность, так как в нормальном режиме этот элемент может находитьс  в сработанном состо нии). Нет сигналов на S-входе и выходе триггера 20, на входе и выходе второго элемента 18 задержки, на входах и выходах всех разделительных элементов ИЛИ 27 (исключение может представл ть первый вход последнего разделительного элемента ИЛИ, св занный с выходом органа 3 направлени  мощности, а также выход названного элемента ИЛИ), на входах (исключение могут представл ть вторые входы элементов И 5 формирующего блока, подключенные к выходу последнего разделительного элемента ИЛИ 27) и выходе формирующего блока 4, на входе и выходе моностабильного элемента 16, на пр мом входе исполнительного органа 9, нет сигналов на всех входах второго элемента И 11 и

на его выходе, на всех входах второго элемента ИЛИ 21 и его выходе, на входах первого элемента 17 задержки и элемента НЕ 13. На выходе первого элемента 17 задержки сигнала нет, а на выходе элемента НЕ 13 и на первом входе первого элемента И 10 сигналы есть, но на втором входе и выходе первого элемента И 10 сигналы отсутствуют, нет сигналов на входе и выходе третьего элемента 19 задержки, на обоих входах и

выходе третьего элемента ИЛИ 22, на обоих входах и выходе четвертого элемента ИЛИ 23, на инверсном входе и выходе исполнительного органа 9, на обоих входах и выходе третьего элемента И 12, на всех входах и выходе третьего элемента И 12, на всех входах и выходе п того элемента ИЛИ 24, на R-входе триггера 20. Не работают орган 14 сигнализации о срабатывании защиты, орган сигнализации о неисправност х в формирующем блоке 15, орган сигнализации о неисправност х в измерительном блоке 26 и счетчик 25 регистрации числа самопроверок защиты.

Если в этом режиме в схеме формирующего блока 4 возникает неисправность, вы , зывающа  по вление сигнала на его выходе, то по вл етс  сигнал на втором входе и выходе первого элемента И 10, на первом входе и выходе четвертого элемента ИЛИ 23 и св занном с ним инверсном входе исполнительного органа 9, на первом входе и выходе элемента ИЛИ 22 и св занным с ним органе сигнализации о неисправност х в формирующем блоке 15,на входе и выходе моностабильного элемента 16 и св занном с ним пр мом входе исполнительного органа 9. Защита не работает на отключение, так как

5 сигнал на выходе исполнительного органа 9 отсутствует, но подаётс  сигнал о неисправности в формирующем блоке. Второй элемент И 11 в этом режиме не работает , так как сигналы поступают только на

Q два его входа, св занные с выходом моностабильного элемента 16 и с выходом органа сигнализации неисправной ступени формирующего блока 4.

При возникновении в этом случае внешнего короткого замыкани , вызывающего

5 срабатывание некоторых пусковых токовых органов измерительного блока 1, сигнал с инверсного входа исполнительного органа 9 снимаетс , так как по вл ютс  сигналы на входах второго элемента ИЛИ 21, св занных с выходами сработавщих пусковых органов, на его выходе и входе элемента НЕ 13, исчезает сигнал на выходе последнего и св занном с ним входе первого элемента И 10, на выходе этого элемента, на первом входе и выходе четвертого элемента ИЛИ 23. Но

5 зашита не подействуетна отключение выключател , так как не будет сигнала и на пр мом входе исполнительного органа 9, который исчезает с выхода моностабильного элемента 16 через врем , достаточное дл  действи  защиты на отключение, после подачи его на вход этого элемента. Первый элемент 17 задержки не успевает сработать, и сигнал о неисправности в измерительном блоке не по вл етс , так как врем  задержки на нем больше времени действи  резервных защит смежных элементов.

При внешнем коротком замыкании, когда ликвидаци  повреждени  происходит защитами поврежденного элемента, кратковременно срабатывают пусковые токовые реле измерительного блока 1, реагирующие на внешние замыкани . Сигнал с выхода наиболее чувствительного пускового токового органа 2 последней ступени защиты подаетс  на S-вход триггера 20, а с его выхода на вход второго элемента 18 задержки. После отключени  внешнего короткого замыкани  сигнал с S-входа триггера 20 снимаетс , но на его выходе он запоминаетс  до момента поступлени  сигнала на R-вход. Через врем , большее времени надежного отключени  устойчивого внешнего короткого замыкани  резервными защитами при неуспешном АПВ, по вл етс  сигнал на выходе второго элемента 18 задержки и подаетс  на вход третьего элемента 19 задержки, через второй вход четвертого элемента ИЛИ 23 - на инверсный вход исполнительного органа 9 и через вторые входы разделительных элементов ИЛИ 27 - на все входы элементов И 5 формирующего блока 4.

При исправном состо нии формирующего блока 4 сигналы по вл ютс  на выходах органов 7 сигнализации о срабатывании первой, затем второй и так далее последней ступени, поступают на входы первого элемента ИЛИ 8 формирующего блока и с его выхода через моностабильный элемент 16 проход т на пр мой вход исполнительного органа 9. Но исполнительный орган не работает, так как имеетс  сигнал и на его инверсном входе. С выхода моностабильного элемента 16 и с выходов органов 7 сигнализации о срабатывании отдельных ступеней формирующего блока 4 сигналы поступают на все входы второго элемента И 11, с выхода которого подаетс  сигнал на вход счетчика 25, регистрирующего число самопроверок защиты, и через п тый элемент ИЛИ 24 - на R-вход триггера 20. Срабатывает счетчик, исчезает сигнал на выходе RS-триггера 20, на входе и выходе второго элемента 18 задержки, на входах и выходах разделительных элементов ИЛИ 27, на всех входах элементов И 5 формирующего блока 4 и на его выходе, на входе и выходе моностабильного элемента 16, на пр мом входе исполнительного органа 9, на входе второго элемента 18 задержки , на выходе и в-ходе четвертого элемента ИЛИ 23, на инверсном входе исполнительного органа 9, на входах и выходе второго э.помента И 1 1, на входе и выходе п того элемента ИЛИ 24, на R-входе триггера 20. Защита возвращаетс  в исходное состо ние и вводитс  в работу. Третий элемент 19 задержки в этом случае не работает, так как врем  его действи  больще времени работы последней ступени защиты.

Если в указанном режиме в схеме формирующего блока 4 имеютс  неисправности, привод щие к отказу в работе какой-либо одной или нескольких ступеней защиты сразу , то сигнал на выходе органов 7 сигнализации о их срабатывании не по витс , следовательно , не будет сигналов на св занных с ними входах второго элемента И 11 и на его выходе. По истечении времени, большего времени работы последней ступени защиты , сигнал по витс  на выходе третьего элемента 19 задержки и через третий элемент ИЛИ 22 поступит на вход органа сигнализации о неисправност х в формирующем блоке 15, а через п тый элемент ИЛИ 24 - на R-вход триггера 20. Срабатывает орган сигнализации о неисправност х в формирующем блоке 15, а защита возвращаетс  в исходное состо ние и вводитс  в работу своими исправными ступен ми.

Если во врем  описанного режима самопроверки защиты произойдет внутреиюе замыкание в зоне действи  ее первой пх пени, то отработают пусковые токовые opi::ны 2 и орган 3 направлени  мощности измерительного блока 1. С выхода пускового токового органа 2 первой ступени сигнал по ступает на первый вход третьего элемента И 12, а с выхода органа 3 направлени  мощности - на его второй вход. С выхода третьего элемента И 12 через п тый элемент ИЛИ 24 сигнал поступит на R-вход триггера 20. В результате этого исчезнут сигналы на входе и выходе второго элемента 18 задержки , на входе и выходе третьего элемента 19 задержки, на входе и выходе четвертого элемента ИЛИ 23, на инверсном входе исполнительного органа 9, на вторых входах разделительных элементов ИЛИ 27. Однако зашита не вернетс  в исходное состо ние , так как в результате срабатывани  пусковых токовых органов 2 и органа 3 направлени  мощности сигналы с выходов измерительного блока 1 поступ т на первые входы всех разделительных элементов ИЛИ 27, а с их выходов - на все входы элементов И 5 формирующего блока 4. Так как исчезает сигнал на инверсном входе исполнительного органа 9, то защита мгновенно вводитс  в работу . По вл етс  сигнал на выходе ucno.iнительного органа 9, действует орган 14 сигнализации о срабатывании защиты и происходит отключение выключател . Таким образом, при совпадении внутреннего короткого замыкани  в зоне действи  первой ступени защиты с режимом самопроверки, она мгновенно вводитс  в работу по факту срабатывани  пускового токового органа 2

первой ступени и органа 3 направлени  мощности измерительного блока 1 и действует на отключение выключател .

Если в нормальном режиме работы защищаемого объекта по витс  неисправность в измерительном блоке 1, вызывающа  по вление сигнала на выходе одного из токовых пусковых органов 2, то сигнал через второй элемент ИЛИ 21 поступит на вход первого элемента 17 задержки, а с его выхода, после истечени  времени, больщего времени действи  последней ступени защиты, на вход органа сигнализации о неисправност х в измерительном блоке 26 и через п тый элемент ИЛИ 24 на R-вход триггера 20. Срабатывает орган сигнализации о неисправност х в измерительном блоке 26, а режимы самопроверки защиты запрещаютс . Поэтому, в случае возникновени  указанной неисправности в пусковом токовом органе 2 последней ступени защиты, самопроверка ее производитьс  не будет.

Ааналогично действует устройство при невозврате пусковых токовых органов в исходное состо ние после действи  защиты на отключение.

При коротких замыкани х в зоне работы защиты и действии ее на отключение в качестве основной или резервной, наиболее чувствительной, пусковой токовый орган 2 последней ступени также срабатывает и сигнал с его выхода подаетс  на S-вход триггера 20, кратковременно по вл  сь на его выходе . При действии защиты на отключение по цепи любой из ступеней по вл ютс  сигналы на первых входах соответствующих разделительных элементов ИЛИ 27 и их выходах, на обоих входах соответствующих элементов И 5 и на выходе формирующего блока 4, и через моностабильный элемент 16 сигнал подаетс  на пр мой вход исполнительного органа 9, на инверсном входе которого сигнал в данном случае отсутствует, так как в результате срабатывани  пусковых токовых органов измерительного блока 1 сигналы с их выходов через второй элемент ИЛИ 21 подаютс  на вход элементов НЕ 13, на выходе которого и св занном с ним входе первого элемента И 10 сигнал исчезает.

На втором входе первого элемента И 10, св занном с выходом моностабильного элемента 16, сигнал по витс , но на выходе первого элемента И 10, на входах и выходе четвертого элемента ИЛИ 23 и инверсном входе исполнительного органа 9 сигналов не будет. Сигнал с выхода исполнительного органа 9 подаетс  на вход выключател , вход органа 14 сигнализации о срабатывании защиты и через п тый элемент ИЛИ 24 на R-вход триггера 20. Происходит отключение выключател , подаетс  сигнал о срабатывании защиты и исчезает сигнал с выхода R-триггера 20. Второй элемент 18 задержки в этом

случае не успевает сработать. Так как отключение короткого замыкани  происходит по цепи одной из ступеней, сработавщей первой , то второй элемент И 11 и счетчик 25 не

работают. При коротком замыкании в зоне действи  первой ступени защиты сигнал на выходе RS-триггера 20 исчезает раньще, чем защита подействует на отключение, так как по вл ютс  сигналы на обоих входах третьего элемента И 12, с выхода которого через

п тый элемент ИЛИ 24 сигнал подаетс  на R-вход триггера 20.

Применение предлагаемого устройства позволит повысить надежность функционировани  релейных защит за счет мгновенного ввода их в работу при совпадении внутреннего короткого замыкани  в зоне действи  первой ступени защиты с режимом ее самопроверки , когда защита оказываетс  в выведенном состо нии. При этом отключение будет производитьс  защитой поврежденного

0 элемента с наименьщей выдержкой времени, а не резервными защитами смежных элементов , что предотвратит отключение больщого количества неповрежденного оборудовани , уменьшит врем  воздействи  на оборудование электрической системы токов короткого замыкани  и не приведет к нарушению устойчивости ее работы.

Схема и описание за вл емого устройства дл  защитного отключени  в сети переменного тока приведены дл  многоступенчатой токовой направленной защиты, содержащей в общем случае п ступеней и действующей при всех видах коротких замыканий. В случае использовани  данного устройства дл  многоступенчатой токовой направленной защиты нулевой последовательности

по вл етс  возможность контролировать исправное состо ние органа 3 направлени  мощности нулевой последовательности измерительного блока 1, дл  чего выход его должен быть подключен к дополнительному вхо0 ДУ второго элемента ИЛИ 21. При этом будет по вл тьс  сигнал о неисправности в данном органе, вызывающей его срабатывание в нормальном эксплуатационном режиме или невозврат в исходное состо ние после действи  защиты на отключение.

Предлагаемое устройство может быть использовано дл  многоступенчатых дистанционных защит. В этом случае измерительный блок 1 будет включать дистанционные пусковые органы 2, количество которых равQ но числу ступеней защиты, и орган 3 блокировани  защиты при качани х, подключенные входами к выходам измерительных трансформаторов тока и напр жени , а входами, св занные с первыми входами разделительных элементов ИЛИ 27, причем первый

5 вход последнего разделительного элемента ИЛИ 27 св зан с выходом органа 3 блокировани  защиты при качани х, S-входом триггера 20, дополнительным входом второго

элемента ИЛИ 21 и вторым входом третьего элемента И 12, первый вход которого подключен к выходу дистанционного пускового органа первой ступени, а первый вход каждого из предыдущих разделительных элементов ИЛИ 27 соединен с выходом дистанционного пускового органа 2 соответствующей ступени. В остальном схема устройства и его работа не измен ютс . Если дистанционные пусковые органы защиты выполнены ненаправленными, то измерительный блок ее будет содержать орган направлени  мощности, вход которого подключен к выходам измерительных трансформаторов тока и напр жени , а выход соединен с первым входом дополнительного разделительного элемента ИЛИ 27, второй вход которого объединен с вторыми входами предыдущих разделительных элементов-ИЛИ, а выход св зан с объединенными между собой третьими входами элементов И 5 формирующего блока 4.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТИ ПЕРЕМЕННО-

   ГО ТОКА по авт. св. № 1112467. отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы путем обеспечения действия защиты на отключение при совпадении короткого замыкания с режимом самопроверки защиты, в него введен третий элемент И, а число входов пятого элемента ИЛИ увеличено на один, причем первый вход третьего вновь введенного элемента И соединен с выходом пускового токового органа первой ступени, второй вход элемента И подключен к органу направления мощности измерительного блока, а выход подсоединен к вновь введенному входу пятого элемента ИЛИ.

   >