Система автоматического поиска поврежденного присоединения при замыкании на землю

 

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет повысить надежность и безопасность электроснабжения шахтных механизмов. Для этого система содержит устр-во 1 направленной защиты (УНЗ) от замыкания на землю, элемент 2 памяти, генератор 3 импульсов , элементы 4 и 5 И, элемент 6 ИЛИ, распределители 7 и 8, модули 9 включения распределительных устр-в (РУ), средства 10 связи, шины сброса 11 и 23. Каждый модуль 9 содержит два элемента 12 и 13 И и элемент 14 памяС Я (Л : о ел 4 я 13

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1 П (51) 4 Е 21 F 17/06 ф2, .f :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

%83,".

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3912638/22-03 (22) 18.06.85 (46) 23.04.87. Бюл И- 15 (7 1) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин "Автоматгормаш (72) Т.Т.Брозголь, Е.Ф.Лагунович, А.r.Çâoðûãèí и А.P.Øàäóð

;(53) 621.758.3 (088.8) (56) Грейсуха М.В., Кутовой Л.Н.

Электроснабжение угольных и рудных шахт.-N. Недра, 1965, с.347.

Автоматизация горных машин.

Труды института "Донавтоматгормаш", Yi.. Недра, 1972, вып.4, с. 180-184.. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОИСКА

ПОВРЕЖДЕННОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ ПРИ ЗАМЫКАНИИ НА ЗЕМЛО (57) Изобретение относится к горной с пром-ти и позволяет повысить надежность и безопасность электроснабжения шахтных механизмов. Для этого система содержит устр-во i направленной зашиты (УНЗ) от замыкания на землю, элемент 2 памяти, генератор 3 импульсов, элементы 4 и 5 И, элемент 6 ИЛИ, распределители 7 и 8, модули 9 включения распределительных устр-в (РУ), средства 10 связи, шины сброса 11 и

23. Каждый модуль 9 содержит два элемента 12 и 13 И и элемент 14 памя- Я

1305403 ти. Система контролирует шахтную распределительную сеть, состоящую из последовательно соединенных ввода

15 и распределительных подземных подстанций 16 и 17. Каждая из них содержит вводные 18 и фидерные 19 РУ.

Каждое РУ снабжено узлом отключения

20 и узлом включения 22 и датчиками

21 состояния (включено-выключено).

Количество модулей 9 совпадает с числом контролируемых РУ 18 и 19. Поиск поврежденного присоединения произво дится последовательным отключением

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к автоматизации распределительных сетей, в ко-! торых отсутствует селективная защита, и где необходим оперативный дистан- 5 ционный контроль поврежденного присоединения при замыкании на землю.

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности элект. роснабжения шахтных механизмов. fQ

На чертеже изображена функциональная схема системы автоматического поиска поврежденного присоединения при замыкании на землю. !5

Система содержит устройство 1 направленной защиты от замыкания на землю, элемент 2 памяти, генератор 3 импульсов, элементы И 4 и 5, элемент ИЛИ 6, распределители 7 и 8, 20 модули 9 включения распределительных устройств, средства 10 связи, первую шину 11 сброса, причем каждый модуль 9 включения расперделительных устройств содержит два элемента И 12 и 13 и элемент 94 памяти.

Система контролирует шахтную распределительную сеть, состоящую из последовательно соединеных ввода 15, распределительных подземных подстан- 30 ций 16 (ЦПП) и 17 (РПП). Каждая подстанция содержит вводные 18 и фидерные 19 распределительные устройства (РУ). Каждое РУ снабжено узлом 20 отключения, датчиками 21 состояния (включено-выключено) и узлом 22 включения. Кроме того, система содержит вторую шину 23 сброса.

РУ, начиная с РУ 19 подстанции 17 нижнего уровня и кончая РУ 18 подстанции 16 верхнего уровня. На каждой подстанции сначала отключаются РУ 19, а затем РУ 18. Если при отключении очередного РУ на выходе УНЗ 1 исчезает сигнал "Логическая "1", то найдено поврежденное присоединение. Если на выходе УНЗ 1 сигнал "Логическая

"1" не исчезает и после отключения РУ 18 подстанции 16, то поврежден ввод 15. 1 з.п. ф лы, 1 ил.

Разрядность распределителей 7 и 8 импульсов одинакова, причем число раз. рядов в каждом из распределителей 7 и 8 импульсов на один больше числа контролируемых РУ 18 и 19.

Количество модулей 9 совпадает с числом контролируемых РУ 18 и 19.

Приведенная распределительная подстанция состоит из шести РУ. Поэтому распределители 7 и 8 импульсов имеют по семь разрядов 7. 1,...,7.7 и 8.1,...

8.7, устройство содержит шесть модулей 9.1,...9.6.

Выход устройства 1 направленной защиты от замыкания на землю соединен с информационным входом элемента

2 памяти, с первым входом первого элемента И 4 и первым инверсным входом второго элемента И 5, выход элемента 2 памяти соединен с запускающим входом генератора 3 импульсов, выход которого соединен с вторыми входами элементов И 4 и 5, выход первого элемента И 4 соединен с управляющим входом первого распределителя 7 импульсов, а выход второго элемента И 5 соединен с управляющим входом второго распределителя 8 импульсов, выход старшего разряда 7.7 первого распределителя 7 импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ 6, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда 8.7 второго распределителя 8 импульсов и с первыми входами установки в "0" распределителей 7 и 8 импульсов и с шиной 23, выход эле мента ИЛИ 6 соединен с первым входом установки в "0" элемента 2 памяти.

1305403 4

1". Если РУ отключено — сигнал "Ло гический 0

При снижении сопротивления изоля- ции относительно земли в каком-либо из отходящих присоединений РУ 18 и

19 подстанций 16 и 17 или в вводе 15 срабатывает устройство 1 направленной защиты от замыкания на землю и на его выходе возникает сигнал "Логичес1р кая 1". Этот сигнал поступает на прямой вход элемента И 4 и на инверсный вход элемента И 5, а также на информационный вход элемента 2 памяти, в который записывается по перепаду от

15 "Логический 0" к "Логическая 1". Сигнал "Логическая 1" с выхода элемента

2 памяти запускает генератор 3 импульсов. Последовательность импульсов с выхода генератора 3 поступает на вто- . рые входы элементов И 4 и 5.

Вторые входы установки в "0" элемента 2 памяти и распределителей

7 и 8 импульсов соединены с шиной

11 сброса.

В каждом модуле 9 первый вход первого элемента И 12 соединен с пе вым инверсным входом второго элемента И 13, с выходом соответствующего разряда 7.1,...,7.6 первого распределителя 7 импульсов и через средства 10 связи с узлом 20 отключения соответствующего РУ 19 или

18 подстанции 17 или 16. Датчик 21 состояния и узел 22 включения того же РУ соединены через средства 10 связи соответственно с вторым входо первого элемента И 12 и с выходом второго элемента И 13 модуля 9.

Второй вход второго элемента И модуля 9 соединен с выходом соответ вующего разряда 8.6,...,8.1 второго распределителя 8 импульсов. Первый и второй входы установки в ."0" элементов 14 памяти модулей 9.1,...,9.6 соединены соответственно с первым входом установки в "0" шины 23, распределителя 7 импульсов и с шиной

11 сброса. Выход первого элемента И

12 каждого модуля 9 соединен с информационным входом элемента 14 памяти модуля 9 с третьим входом второго элемента И 13 этого же модуля 9.

Последовательность импульсов проходит только через элемент И 4 на управляющий вход распределителя 7 импульсов. При поступлении первого импульса на выходе первого разряда 7.1 формируется сигнал "Логическая 1, который поступает на первый вход элемента И 12 модуля 9.1 и через средства 10 связи в узел 20 отключения первого фидерного РУ 19 РПП 17. В результате соответствующее РУ отключится, если оно было включено.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания имгульсом при помощи RC-цепи (не показана) по шине 11 сброса устанавливаются в исходное нулевое состояние распределители 7 и 8 импульсов, элемент 40

2 памяти и элемент 14 памяти модулей 9.

На выходе всех разрядов 7.1,..., 7.7, 8.1,...,8,7 распределителей 7 и 8 импульсов, выходах элементов

2 .и 14 памяти, выходах элементов 45

И 4 и 5, элементов И 12 и 13, элемента ИЛИ 6, выходе генератора 3 импульсов, а также HR выходе устройст ва 1 защиты от замыкания на землю и шине 11 сброса устанавливаются сиг-50 налы нЛогический 0".

На вторые входы элементов И 12 .модулей 9 с датчиков 21 состояния соответствующих РУ 18 и 19 поступает через средства 10 связи информация о состоянии РУ.

Если РУ включено, на второй вход элемента И 12 соответствующего модуля 9 поступает сигнал "Логическая

Если к моменту поступления сигнала

"Логическая 1" с выхода 7.1 на первый вход элемента И 12 модуля 9.1 на втором входе элемента И 12 имеется также сигнал Логическая l" (это означает, что РУ было включено), то происходит запись "Логическая 1" в элемент 14 памяти и сигнал "Логическая 1", поступающий с выхода элемента 14 памяти на третий вход элемента И 13, подготавливает цепь для I включения соответствующего фидерного

РУ 19 подстанции РПП 1 7. Кроме того, этот сигнал поступает на соответствующий элемент индикации (не показан). Если на втором входе И 12 сигнал "Логический 0", а это означает, что соответствующее РУ отключено до начала поиска, то запись "Логическая 1" в элемент 14 памяти не происходит, и на третьем входе элемента И 13 имеется сигнал "Логический 0", препятствующий включению РУ при последующем восстановлении сети после окончания поиска.

1305403

Если после отключения первого фидерного РУ 19 подстанции 17 сигнал

"Логическая 1" на выходе устройства

1 направленной защиты от замыкания на землю не исчезает, то на управля- 5 ющий вход распределителя 7 импульсов через элемент И 4 поступает второй импульс с выхода генератора 3. При этом сигнал "Логическая 1" сформируется на выходе разряда 7.2, на выходах остальных разрядов распределителя

7 импульсов есть сигналы "Логический 0".

Сигнал "Логическая 1", поступив через средства 10 связи в узел 20 отключения второго фидерного РУ 19 подстанции 17, выключает это РУ, если оно включено. Одновременно подготавливается включение этого

РУ в модуле 9.2. Если сигнал "Логическая 1" на выходе устройства направленной защиты от замыкания на землю не исчез,то аналогичным образом производится отключения последующих РУ: вводного РУ 18 РПП 17, 25 первого и второго фидерных РУ 19

ЦПП 16 и вводного РУ 18 ППП 16. И одновременно аналогичным образом подготавливают цепи для последующего включения РУ, отключенных в ходе поиска в соответствующих модулях 9.3,...,9.6.

Таким образом, поиск поврежденного присоединения производится последовательным отключением РУ, 35 начиная с фидерных РУ подстанции нижнего уровня (РУ 19, РПП 17), и кончая вводным РУ подстанции верхнего уровня (РУ 18, ППП 16). Причем на каждой подстанции сначала отключаются фидерные РУ, а затем вводные.

Поиск может иметь два исхода: при отключении очередного РУ исчезает сигнал "Логическая 1" на выходе устройства 1, это означает, что поврежденное. присоединение найдено„ и сигнал "Логическая 1" на выходе устройства 1 не исчезает и после отк лючения вводного РУ подстанции верхнего уровня (РУ 18, ЦПП 16), это означает, что поврежден ввод 15.

Рассмотрим работу устройства в обоих случаях.

Предположим, сигнал "Логическая

1" на выходе устройства 1 сменяется сигналом "Логический 0" в момент отключения второго РУ 19 подстанции

16. Это отключение произведено сигналом "Логическая 1" с выхода разряда

7.5 распределителя импульсов. Сигнал

"Логический 0" с выхода устройства 1 поступает на прямой вход элемента

И 4 и инверсный вход элемента И 5.

При этом запрещается прохождение импульсов с выхода генератора 3 через элемент И 4 на управляющий вход распределителя 7 импульсов и разрешается прохождение импульсов с выхода генератора 3 через элемент И 5 на управляющий вход распределителя

8 импульсов. Распределитель 7 останавливается и на выходе его разряда

7.5 остается сигнал "Логическая 1".

Этот сигнал остается на первом инверсном входе элемента И 13 модуля

9.5, что обуславливает сигнал "Логический 0" на выходе этого элемента и запрещает формирование команды на включение второго фидерного РУ 19 подстанции 16, у которого повреждено отходящее присоединение. Одновременно сигнал с выхода разряда 7.5 распределителя 7 поступает на соответствующий индикационный элемент диспетчерского мнемощита (не показан).

Этим определяется какое именно присоединение повреждено. Первый импульс, поступающий на управляющий вход распределителя 8 импульсов, вызывает формирование сигнала 1Логическая 1" на выходе разряда 8 ° 1.

Этот сигнал поступает на второй вход элемента И 13 модуля 9.6, однако, так как вводное РУ 18 подстанции 16 не отключается во время поиска поврежденного присоединения, то на вы" ходе элемента 14 памяти, соединенного -с третьим входом элемента И 13 модуля 9.6 сигнал "Логический 0", что обуславливает сигнал Логический

0 1 на выходе элемента И 13 модуля

9.6, т.е команда на выключение вводного РУ 18 подстанции 16 не будет подана, и это РУ сохранит прежнее состояние. С приходом второго импульса на управляющий вход распределителя 8 сигнал "Логическая 1" сформируется на выходе разряда 8.2 и поступит на второй вход элемента И 13 модуля 9.5, но так как на инверсном входе этого элемента запрещающий сигнал "Логическая 1" с выхода разряда

7.5 распределителя 7, то на выходе элемента И 13 модуля 9.5 сигнал "Логический 0", т.е. сигнал на включение второго фидерного РУ 19 подстан7 130540 ции 16, у которого повреждено отходящее присоединение, не формируется.

Третий импульс, поступающий на управляющий вход распределителя 8 импульсов вызывает появление сигнала

"Логическая 1" на выходе разряда

8.3. Этот сигнал поступает на второй вход элемента И 13 модуля 9.4. Если соответствующее этому модулю первое фидерное РУ 19 подстанции 16 нахо- fp дится во включенном состоянии до начала поиска, то на третьем входе элемента И 13 модуля 9.4 будет сигнал

"Логическая 1", поступающий с выхода элемента 14 памяти этого модуля. Так f5 как на инверсном входе элемента И 13 модуля 9.5 сигнал "Логический 0", поступающий с выхода разряда 7.4 распределителя 7, то на выходе элемента

И 13 модуля 9.4 формируется сигнал 20

"Логическая 1", который через средства 10 связи поступает в узел 22 вклю- чения первого фидерного РУ 19 подстанции 16 и происходит включение этого РУ, Если до начала поиска первое фидер-25 ное РУ 19 подстанции 16 отключено, то на вход элемента И 13 модуля 9.4 с выхода элемента 14 памяти этого модуля поступает сигнал "Логический 0", который запрещает формирование сигнала Зр

"Логическая 1" на выходе элемента

И 13. Поэтому контролируемое модулем 9. 4 РУ не включается,т.е. сохранят то состояние, в котором оно было до начала поиска. С поступлением последующих импульсов на управляющий вход распределителя 8 аналогичным образом производится включение всех РУ, которые находятся во включенном состоянии до начала поиска. РУ, которые были отключены диспетчером еще до начала поиска поврежденного присое" динения, остаются в отключенном состоянии» ввода 15, т.е. отображено, какие РУ включены, а какие выключены до начала поиска.

Для наглядности рассматривается поиск неисправного приспособления в распределительной сети, имеющей один ввод 15, состоящей из двух подстанций ЦПП 16 И РПП 17 и содержащей 6 распределительных устройств.

Однако предлагаемое устройство способно вести поиск неисправного присоединения с последующим восстановлением исправного участка сети с произвольным числом N PY, расположенных на последовательно соединенных подстанциях. В этом случае каждый первый и второй распределители аодержат по

N+1 разрядов, а количество логических модулей равно N.

Независимо от числа контролируемых РУ строго осуществляется следующий принцип поиска: вначале первый распределитель импульсов через средства связи отключает фидерные РУ подс40

С поступлением седьмого импульса на управляющий вход распределителя

8 импульсов сигнал "Логическая 1" формируется на выходе рахряда 8.7.

Этот сигнал поступает на первые входы установки в "0" распределителей

7 и 8 импульсов и элементов 14 памяти модулей 9.1,...,9.6 и через элемент ИЛИ 6 на первый вход установки в "0" элемента 2 памяти. В результате все элементы памяти и распределители импульсов устанавливаются в исходное нулевое состояние. Так как на выходе элемента 2 памяти сигнал

"Логической 0", то генератор 3 импульсов отключается. На этом процесс поиска поврежденного присоединения и восстановления испавных участков распределительной сети заканчивается.

Если и после отключения вводного

РУ 18 подстанции 16 верхнего уровня на выходе устройства 1 направленной защиты от замыкания на землю остается сигнал "Логическая 1", то на управляющий вход распределителя 7 импульсов поступает следующий, седьмой импульс. На выходе разряда 7.7 распределителя 7 импульсов формируется сигнал "Логическая 1", который через элемент ИЛИ 6 поступает на первый вход установки в "0" элемента 2 памяти и на выходе его устанавливается

"Логический 0". При этом отключается генератор 3 импульсов. Но не устанавливаются в "0" распределитель 7 импульсов и элементы 14 памяти модулей 9.1.. ° 9.6. Сигнал "Логическая 1" с выхода разряда 7.7 поступает на соответствующий индикационный элемент диспетчерского мнемощита (не показан), указывая на то, что поврежден ввод

15. Выходы элементов 14 памяти модулей 9 .1,...,9.6 подключены к соответствующим индикационным элементам мнемощита, на которорых в этом случае отображена информация о состоянии сети к моменту повреждения

1305Й 03

10 танции нижнего уровня с запоминанием в логических модулях их предшествующе. го состояния, затем производится вы- . ключение вводного РУ этой подстанции.

Далее аналогичным образом производится отключение фидерных и вводных

РУ подстанций следующих уровней.Эти отключения производятся до замены сигнала "Логическая 1" на выходе устройства 1 направленной защиты от ll0 замыкания на земле на сигнал нЛогический 0 . Вторым распределителем с помощью логических модулей и средств связи производится в обратном порядке включение РУ с исправны- f5 ми отходящими присоединениями. Причем включаются только те РУ„ которые были включены до начала поиска., Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает определение лю- 20 бого отходящего или вводного присоединения с недопустимо низким уровнем сопротивления изоляции относительно земли.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Система автоматического поиска поврежденного присоединения при замыкании на землю, содержащая вводные и фидерные распределительные устройства распределительных подстанций,уст-ройства направленной защиты от замыкания на землю, средства связи, узлы отключения, включения и датчики состояния распределительного устройс-.ва, о т

35 л и ч а ю щ а я с я тем,что,с целью повышения надежности и безопасности электроснабжения шахтных механизмов, о она снабжена элементом памяти, генератором импульсов, двумя элементами И, элементом ИЛИ, двумя распределителями импульсов, модулями включения распределительных устройств, количесто которых N совпадает с количеством аспределительных устройств, двумя шинами сброса, причем устройство направленной защиты подключено к информационному входу элемента памяти,первому входу первого элемента

И и инверсному входу второго элемента И, выход элемента памяти соединен с входом генератора иипульсов, выход которого соединен с прямым входом второго элемента И и вторым входом первого элемента И, выходы элементов

И подключены соответственно к управляющим входам распределителей импульсов, выходы с первого по М первого распределителя импульсов соецинены соответственно с первыми и вторыми входами модуле.й включения распределительных устройств и через средства связи с узлами отключения распределительных устройств, выходы с первого по второго распределителя импульсов соединены соответственно с третьими входами модулей включения распределительных устройств, выходы последних подключены к узлам включения распределительных устройств, четвертые входы модулей включения распределительных устройств соединены через средства связи с выходами датчиков состояния распределительных устройств, первая шина сброса подключена к одному из обнуляющих входов элемента памяти, первому обнуляющему входу распределителей импульсов и пятому входу модулей включения распределительных устройств (N+1)-é выход первого распределителя импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с другим обнуляющим входом элемента памяти, (И+1)-й выход второго распределителя импульсов подключен к второму входу элемента

ИЛИ, второму обнуляющему входу первого распределитeëÿ импульсов и второй шине сброса, которая соединена с вторым обнуляющим входом второго распределителя импульсов и шестым входом модулей включения распределительных устройств.

2. Система по п.1, о т л и ч а юш а я с я тем, что модуль включения распределительных устройств содержит два элемента И и элемент памяти, причем первый и второй входы первого элемента И являются соответственно первым и четвертым входами модуля включения распределительных устройств, выход первого элемента И соединен с информационным входом элемента памяти, первый и второй входы установки в 10" которого является соответственно пятым и шестым входами модуля включения распределительных устройств, выход элемента памяти соединен с первыи прямым входом второго элемента

И, в-орой прямой вход которого является третьим входом модуля включения распределительных устройств, инверсный вход второго элемента И является вторым входом модуля включения расп— ределительных устройств,авыход второго элемента И является выходом модуля включения распределительных устройств.