Устройство для максимальной токовой защиты трехфазных конденсаторных батарей

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты трехфазных конденсаторных батарей шунтовых и фильтровых. Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства для максимальной токовой защиты трехфазных конденсаторных батарей путем непрерывного контроля за выходными сигналами первых двух общих выходов логического блока. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для максимальной токовой защиты трехфазных конденсаторных батарей, дополнительно введены логические элементы И, блок функционального контроля , D-триггер, ключевые элементы. Когда в устройстве срабатывает вторая (более грубая) ступень, то блок функционального контроля дает команду одному из ключевых элементов на тестовую проверку первой ступени. Если при этом первая ступень исправна, то триггер переключается, предотвращая формирование сигнала отключения, но обеспечивая формирование сигнала "Неисправность" с определенной выдержкой времени. В противном случае триггер не переключается, обеспечивая формирование требуемого сигнала отключения с той же выдержкой времени, но по сигналу срабатывания только второй ступени. 1 ил.

СО1Оа СОВЕТСНИХ со11иАлистичесних

РЕСПУБЛИН

ГОсудАРстВенный номитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЦ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4449362/24-07 (22) 30,05.88 (46) 07,02,90. Бюл, Р 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестрое ния (?2) И,В,Владимиров и А,А.Íèêèòèí (53) 621,316.925 (088,8) (56) Нудельман Г.С, и др, Токовые защиты линий электропередач. -.- Электро" техника, 1985, 11 - 8, с,15-18, Техническое описание и инструкция по эксплуатации шкафа Ш2203, ИГФР,656457,003-03ТО, ТО1, 1987 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЛКСИМЛПЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗЛ1!!ИТЫ ТРЕХФЛЗ ЫХ КОНДЕНСЛТОРНЫХ БЛТЛРЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может бы-ü:использовано для запреты трехфазных конденсаторных батарей шунтовых и фильтровых, Цель изобретения — повышение надежнос-" ти функционирования устройства для максимальной токовой защиты трехфазИзобретение относится к электротехнике, а именно к техни:.э релейной защиты, и может быть использовано для защиты трехфазных конденсаторных батарей шунтовых (КБШ) и фильтровых (КБФ) .

Цель изобретения — повышение надежности функционирования устройства для максимально= токовой защиты трехфазных конденсаторных батарей пу„„SU„„1541706 А1 (51).5 Н 02 Н 7/16 3/08

2 ных конденсаторных батарей путем непрерывного контроля .за выходными сигналамн первых двух общих выходов логического блока, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для максимальной токовой защиты трехфазных конденсаторных батарей, дополнительно введены логические элементы И, блок функционального контроля; В-триггер; ключевые элементы, Когда в устройстве срабатывает вторая (более грубая) ступень, то блок функционального контроля дает команду одному из ключевых элементов на тестовую проверку первой ступени, Если при этом первая ступень исправ на, то триггер переключается,предотвращая формирование сигнала отключения, но обеспечивая формирование сигнала Неисправность" с определенной выдержкой времени, В противном случае триггер не переключается,обеспечивая формирование требуемого сигнала отключения с той же выдержкой време п, но о сигналу срабатывания только второй ступени, 1 ил, тем непрерывного контроля за выходны" ми сигналами первых двух общих выходов логического блока.

На чертеже приведена структурная схема устройства, Устройство для максимальной токовой зашиты трехфазных конденсаторных батарей содержит блок датчиков 1, фазные реагирующие органы (PO) 2-4. первой ступени — РОЛ, РОв, РОС, фаз1541 706 ные РО 5-7 второй ступени — РО, РО >, РОс-, логический блок 8, первый 9 и второй 10 органы задержки

Ф у появления сигнала (органы D, 1) ), схему ИЛИ 11 отдельные входы 12-17 блока 8, общие первый 18 и второй 19 входы блока 8, первый 20 и второй 21 общие выходы блока 8, сигнальные выходы 22-24 за|циты, выходы 25-27 отключения защиты, логические элементы ИЛИ 28-32, логические элементы

И 33-38, логические элементы И 39 и 40,.блок 41 функционального контроля, D-триггер 42, ключевые элементы 43-45, первый-восьмой входы 46-53 блока 41, дополнительный (сигнальный) выход 54 устройства (сигнальный выход блока 41),.первый-шестой выходы 55-60 блока 41, первый 61 и второй 62 логические элементы И блока 4l, первый 63 и второй 64 логические элементы НЕ блока 41, логический элемент ИЛИ 65 блока 41, третий-шестой 66-69 логические элементы И блока 41, первую интегрирующую RC-цепь

70 блока 41 и вторую интегрирующую

RC-цепь 71 блока 41 (с разными постоян( ными заряда и разряда)„

При этом каждый отдельный вход 1217 блока 8 соединен с выходом соответствующих ступеней каждого РО, ф вход органа D, 9 соединен с выходом 20 блока 8, а выходы обоих органов D 9 и D 10 объединены схемой т 2

ИЛИ 11, первый вход элемента И 39 соединен с выходом, второй вход — с входом органа D " "10, выход — с входом 19 блока 8, первый вход элемента И 40 — с выходом схемы ИЛИ 11, его выход — с входом 18 блока 8, Вход 46 блока 11 соединен с выходом 20 блока 8, вход 47 — с выходом

21 блока 8, вход 48 — с первым входом элемента И 40, второй вход которого соединен с входом 52 блока 41, выход 55 которого соединен с вторым входом элемента И 39, входы 49-51 соединены соответственно с выходами вторых ступеней РО; D-триггер 42, П-вход которого соединен с выходом 56 блока 41, С-вход — с выходом 20 блока 8, R-вход — с выходом 57, Q-выход — с входом 52 блока 41, С1-выход — с входом 53 41 и расширительным входом органа D 10; входы ключевых элементов 43-45 соединены соответственно с выходами

58-60 блока 41, выходы — с кон.-рольными входами первых ступеней РО, Устройство работает следующим образом, В нормальном режиме работы КБФ и

КБШ, когда перегрузки единичных конденсаторов (ЕК) током первой гармоники нет и все элементы устройства исправны, на выходе органов 2-7 (на входах 12-17 блока 8 — входы элементов ИЛИ 28 и 29, на выходах 49-51 блока 41 — входы элементов И 67-69)

lt логические сигналы Х = Х = 0 (j = а

) Ф

Ъ, с — указ атель фазы); на выходах элементов И 67-69 - выходы 58-60 блока 41, входы ключевых элементов

43-45 — сигналы Е „.= 0 (команд на кj проверку органов . 2-4 нет); на выходах 20 и 2! блока 8 — выходы элементов ИЛИ 28 и 29 (входы 46 и 47 блока 41 — входы элементов И 6l и 62

НЕ 64 и RC-цепи 70) — сигналы Х =— Х"= 0; на выходе органа О, 9, на входе схемы ИЛИ 11 — сигнал t,=-. 0 (выдержка времени не набрана); на выходах элементов И 61 (вход элемента ИЛИ 65) и 62 (второй вход элемента ИЛИ 65, вход RC- цепи 71) — сигналы

Y„= Y<- 0; на выходе RC-,öåïè ?О— выход 56 блока 41 D-вход тригге( ра 42 - сигнал X = 0; на выходе элемента НЕ 64 — выход 57 блока 41, R-вход триггера 42 — сигнал X:= 1; на выходе элемента ИЛИ 65 — выход 55 блока 41, входы органа D 10 и элемента И 39 - сигнал Y3 = 0", на выходе органа 0 10, втором входе элемента

И 39 и схемы ИЛИ 11 — сигнал t2= 0 (выдержка времени t не выбрана);на выходе схемы ИЛИ 11, входе элемента

И 40 и входе 48 блока 41 — вход элемента И 66 — сигнал 7 =- 0; на выходах элемен гов И 39 и 40 (входы 19 и 18 блока 8 - входы элементов И 36-38, 33-35) - сигналы Y = Y„= 0; на выходах элементов И 33-35, 36-38 — выходы 22-24, 25-27 блока 8 — сигналы

A = B с= C = Ao= B = Со= О; на Я-выходе триггера 42, расширительном входе (вход N) блока D 2, входе 53 блока 41— второй вход элемента И 66 — сигнал

Х = 0 (Х-=1); на выходе элемента

И 66 — выход 54 блока 41 — сигнал

Z „= 0 (неи спр ав ности нет) .

В случае нез начитель ной пер егрузки током первой гармоники, когца срабатывает какой-либо PO первой ступени, например орган 2 (РО ), на его выходе

5 154 появляется сигнал Хс,= 1, который вызывает появление на выходе 20 блока 8

И сигнала Х„= 1, поступающего на

С-вход триггера 42, на вход 46 блока 41 и на вход органа D, 9. ПоФ скольку на R-входе триггера 42 удерИ живается сигнал Х = 1, то триггер не изменяет своего состояния (Х = О).

Орган D„9 начинает отсчет выдержки времени (считаем, что длительность существования сигнала X = 1 превышает уставку по выдержке времени органа D ; например, в известном уст ройстве уставка органа D,регулируется в диапазоне от 20 до 650 с). Элемент НЕ 63 блока 41 изменяет свое

1706!

20 состояние:на его выходе появляется — I ф сигнал Х = О, Как только орган D, 9 закончит отсчет выдержки времени, на его выходе появляется сигнал — 1, на выходе схемы ИЛИ 11 сигнал Y = 1, на выходе 54 блока 41сигнал Z = 1, на выходе элемента

И 40 — сигнал Y = l на выходе 22 блока 8 — сигнал А = 1 (перегрузка током первой гармоники в фазе А).

В случае перегрузки током первой гармоники, когда срабатывают РО первой и второй ступеней, например органы 2 и 5 (PO> и РОА ), на их вы(О ходах появляются сигналы X Х = 1, которые вызывают появление сигналов

Х = Х = 1 на выходах 20 и 21 бло( ка 8: сигнал Х =- 1 поступает на

С-вход триггера 42, на вход 46 блока 41 и вход органа D сигнал Х"= 1на вход 47 блока 41, Элемент НЕ 64 блока 41 изменяет свое состояние: на его выходе (выход 57 блока 41) (( появляется сигнал Х = О и поступает на R-вход триггера 42 (дается разрешение на изменение состояния триггера). Но на выходе 56 блока 41 (выл ход RC-цепи 70) сигнал X = появляется позже, чем сигнал Х"=1 на С-входе триггера, поэтому триггер своего состояния не изменяет (Х = О). На выЯ ходе элемента И 61 по соответствию сигналов Х = Х = 1 и на выходе элемента ИЛИ 65 появляются соответственно сигналы 7„=- Y> =- 1. Сигнал Y = 1 запускает орган D 10 и подготавлиz вает элемент И 39 к изменению состояния так же, как сигнал Х = 1 элемент

И 40, Как только орган 0 10 закончит отсчет выдержки времени, на его выходе появляется сигнал t = 1; на выходах схемы ИЛИ 1 1, элементов

И39и40-сигналы7=7=7=1

o Ъ на выходах 22 и 25 блока 8 - сигналы А = 1 (перегрузка током первой гармоники) и А„= 1 (отключить защищаемое присоединение).

Таким образом работает устройство„ когда все элементы исправны, В случае, если в устройстве возникает неисправность О 1; например ложно срабатывает орган 5 (РОА),то И на его выходе появляется сигнал Х = 1, Ko ToDbIH вызь.вает появление сигнала

Is

Х= 1 на выходе 21 блока 8; сигнал

Х = 1 поступает на вход 47 блока 41, Отметим, что на выходе 20 блока 8 удерl живается сигнал Х = О, На R-входе

II триггер а 4 поя вля ется сигнал Х = О (дается разрешение на изменение состояния триггера) и с некоторой задержкой (не сколько милли секунд) на

П

D-входе — сигнал Х = 1, Поскольку на

1 входах элемента И 62 блока 41 формируется соответствие сигналов Х =- Х =

rr — Х вЂ” — 1, то íà его выходе появляется сигнал Y<- =1. Этот сигнал вызывает . появление сигнала Y = 1 на выходе элемента ИЛИ 65, поэтому орган Dz начинает отсчет выдержки времени t <.

Сигнал Yq l также вызывает с несколько большей задержкой, чем упомянутая выше, появление на выкоде

RC-цепи 71 сигнала Y = 1. Так как на

1 входе 49 блока 41 удерживается curfl нап Х, = l то на выходе 58 блока 41 появляется сигнал Z = 1, который ": разрешает элементу 43 выполнять тестовую проверку РО первой ступени (А ) °

Если орган 2 исправлен, то под дей. ствием тестового сигнала, подаваемого на контрольный вход РО, íà его выходе формируется сигнал Х = 1, Тогда на выходе 20 блока 4 появляется сигнал X = 1, поступающий на вход 46 блока 41, на вход органа D, 9 (орган начинает отсчет выдержки времени t ) и на С-вход триггера 42, Так как на

И

R-входе триггера сигнал Х = .О, на

П

D-входе триггера — сигнал Х = !,то триггер изменяет свое состояйие:

Х = 1, Х-= О. Сигнал Х@= 1 поступает на расширительный вход N органа D 10 ф

1 (орган продолжает отсчет выдержки времени t ) и на вход 53 блока 41,под-. готавливая изменение состояния элемента И бб, Сигнал X-= 0 изменяет состоЯ яние элемента И,62: на его выходе

1541706

ffnffI3Jfsf»f с.игнлл 1 7.= — О, но нл Выходе

RC-1I»11и /1 си1 нлл Y" измс :fwf 1 с.» .лишь

cпуссГ» 11»котороv Вpеff» (:1 Iд»!>жка из > i> менеии» сигналя Y 1= 1 нл Y ==. О и»-. ь

Сколькс> больше, ч»м В противном случ Iе,, из"-зл разных лсстoifffffbfx зарядя и Р аз!>1!Да R . ц»ffil) Г с ч»РРз э10

>i ззрем» сигнал Y<= О, поступающий нл входы элементозз И 67-69, снимает сигнал Z„= 1 с Входа элемента 43 (вход-! са ной сигнал изменяется нл 7 = 0) тестовый сигнал с контрольного входа органа 2 снимается и PO возвращается, На выходе органа 2 Вно!зь уста aBJIHBa

f ется сигнал Х = О (описанное изменеНие сигнала Х соответствует исправному состоянию PO). Этот сигнал лреКращает отсчет выдержки Bp»M»ffii, и вызывает появление сигналя 1 .,= 0 нл

Выходе злеM»IIòit И 61, >. з= О - нл Выходе элем».1та ИЛИ 65 блока 41, Сигнал г = О должен был бы пр»крлтить отсчет ьыд»ржки Времени t7. но поскольку нл расширительном Входе ор- 25

Гана !). удерживаетс» сигнал Хз= !, то сигилл Ц продолжает отсчет 1зыдержки зз!>»мени „Си Гнялы Y = О Х: —, О Iip»äо Г

3 вращают фосмировя11ие си!1! ялов г = 1, 1 после набора Выдер»ски времени 30 й7 органом 1) 10„Как олька opl лн

D зЯкОнчит набор Выде!3»иси Вpсз lcHtf

На его Выход» по»вляетс» сигнал !.7= !, на выходе элемента ИЛИ 11 — сигнлл г = 1, цл Вы:.:Оде 54-. бло;сл 41 -. с.;!гнал

Z„= (неиспрагность — по>слое срабаты-. вание Второй ступени).

В случае, если В устройстве возникает неисправность 1 = 0, Hai1plfl fpp отказывает в срабатывании орган 2 10

1 (PO ), Ho из-зл значительной .:»регрузки током первой гл>змогппси срлбл1> тывает PO второй ступени сРО ) — орЛ ган 5, то па его выходе появляется

ff си Г 1-1ял Х = 1, КО Г арЫй, 13Ы зы В 11 Р т 11 С>» В "

>> ление сигнала Х = 1 на Выходе . 1 б.1окя 8, Этот с!!гнал поступает на В!сод 47 блока 41, !1л R — Вхс>д» триr l ера >2 па»вляетс» elf! ftaJI Х> == О (влетс» paзр»шени» на и ям»11е1!ие состс>яния триггера) и с некоторой задержкой нл D-зха>I де - c»I-Haл Х = 1, При этом клк и В предыдущем случае, нл входах элемеH та И 62 б 1окл 41 <1>ормируются си»11ал»1

Х = Х = Х;,=- поэтому на его выхс>де

tÚ 5 появляетс» сзигплfl Y =. 1 который

fit>» f3Jf Pf1 i» с11гffaJfa Уэ =- 1 ff;i выходе 5 > r> > t>I< a 4 1 -„op I я11 1) g на чи II Яет отсчет 1 -11».в!<к!:1>e f» fi. Г: 7. Сиг.fiaJt 1 = f ЯКЖР ВЫзыгз»с 1 с llс с К а>II KО

7. большей з лдержк ай, чем задержка по/(»»ления сиг зллл Х = »л 1)-гзхсд»

6 1 pH I 1 E.р я 42 > IIО» внеlfii » вл ВЫХОДЕ.

>>

RC-цепи 71 сигнала У1= 1. Тлк клк на входе 49 блока 41 удержиззлется сиг>(11ял Х = 1, то на выходе 58 блокл 41 по»вляется сигнал Z =. 1 который раз-!

>а решает элементу 43 выполнять тестоВую проверку соответствующего РО (орган 2). Поскольку в органе 2 имеется неисправность 1 - О, то под b.оадействием тестового сигнала, подаваемого на контрольный Вход PO на его

f выходе сигнал не изменяется: Х == О и (1>0 не сработал), Следовательно,, после подачи тестового кон Грольного сигпалл состояние элементов схемы устроиства не изменяется и под воздейст".

Вием сигнала Y >= 1, удерживающегося длительно на входах органа D 10 и

l элемента И 39, орган D ., продолжает отсчет выдержки Времени . Как только необходимая выдержка времени наберется, на выходах элемента И 39, схемы ИЛИ 11 и элемента И 40 появляются сигналы 7 = Y <= Y = 1, что обеспечивает формирование ня входах 22 и 27 блока 8 сигналов А .= 1 (переС грузка током первой гармоники J u

Ао= 1 (отключить защищаемое присоединение) .

Таким образом, в данном случае формирование сигналов А = А = 1 осущеС а с rHë»åòc» только по сигналу t.par>arbfВяни» PO второй ступени, Сущность предложения заключается в использовании несоответствия состояния реагирующих органов первой и

Второй ступеней в интервале отс-1етя выдержки .времени второй ступени для

Выявления типа возникшей неисправности и формирования сигнала отключени» злщищаемой батареи (защищаемого

11>исоединения) по сигналу срабатыв ания реагирующего органа втор of". ступени В случае, когда неи сггравность ! - 0 возникла в элементах, относя1Hxc» к первой ступени; или фор1гировлния сигнала "Неисправность 1 и запрета формирования сигнала отключения в случае,:согда неисправность

О -"! возникла В элементах, относящихс» к ВторОй ступРНИ > причем для фср мирования сигнала 1>Неисправность> используется орган задержки появлсния сигнала Второй ступени, отсчет Выл»)1жки ВрРмени кОтсрым нлчиилется

1541 706 сразу же после возникновения несоответствия состояния упомянутых реагирующих органов и осуществляется непрерывно, Повышение надежности функционирования защиты от перегрузки за счет исключения ложных отключений при возникновении неисправностей позволяет снизить ущерб у потребителя от недоот-10 пуска электроэнергии и уменьшить психологические нагрузки на обслуживающий персонал, поскольку требование на срабатывание защиты возникает, как показывает опыт эксплуатации мощ- 15 ных КБШ и КБФ, в тяжелых аварийных ситуациях, Формул а изобретения

Устройство для максимальной токовой защиты трехфазных конденсаторных батарей, содержащее двухступенчатые фазные релейные измерительные органы, логический блок, каждый отдельный вход которого соединен с выходом соответствующих ступеней каждого релейного измерительного органа,два органа задержки появления сигнала, вход первого из которых соединен с 30 первым общим выходом логического блока, а выходы обоих соединены по схеме ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем непрерывно- З5 го контроля за выходными сигналами первых двух общих выходов логического блока, дополнительно введены два логических элемента И, первый вход первого из которых соединен с выходом, второй вход — с входом второго органа задержки появления сигнала, выход — с вторым общим входом логического блока, первый вход второго иэ них — с выходом схемы ИЛИ, его выход — с первым общим входом логического блока, блок функционального контроля, первый вход которого соединен с первым общим выходом, второй входс вторым общим выходом логического блока, третий вход — с первым входом второго логического элемента И, вто" рой вхсд которого соединен с четвертым входом блока функционального контроля, первый выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И, пятый, шестой и седьмой входы соединены соответственно с выходами вторых ступеней релейных измерительных органов, D-триггер, D-вход которого соединен с вторым выходом блока функционального контроля, С-вход — с первым общим выходом логического блока, R-вход - с третьим выходом блока функционального контроля, Q-выход — с четвертым входом блока функционального контроля, Q-выход с восьмым входом блока функционального контроля и расширительным входом второго органа задержf ки появления сигнала, три ключевых элемента, входы которых соединены со» ответственно с четвертым, пятым и шестым выходами блока функционального контроля, выходы — с дополнительными входами первых ступеней релейных измерительных органов.

154170б

Составитель Ю,Постников

Техэед A.1(ðàí÷óê 1(орректор А.Обруцар

Редактор Н,Яцола

Заказ 286

Тираж 4 75

Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", ". Ужгород, ул. Гагарина 101