FI121612B - Method for protecting the electricity distribution network - Google Patents

Method for protecting the electricity distribution network Download PDF

Info

Publication number
FI121612B
FI121612B FI20070744A FI20070744A FI121612B FI 121612 B FI121612 B FI 121612B FI 20070744 A FI20070744 A FI 20070744A FI 20070744 A FI20070744 A FI 20070744A FI 121612 B FI121612 B FI 121612B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
signal
fault
auo
network
yes
Prior art date
Application number
FI20070744A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20070744A0 (en
FI20070744A (en
Inventor
Seppo Sauna-Aho
Original Assignee
Vamp Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vamp Oy filed Critical Vamp Oy
Priority to FI20070744A priority Critical patent/FI121612B/en
Publication of FI20070744A0 publication Critical patent/FI20070744A0/en
Publication of FI20070744A publication Critical patent/FI20070744A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI121612B publication Critical patent/FI121612B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/42Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to product of voltage and current
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/44Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the rate of change of electrical quantities

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

Menetelmä sähkönjakeluverkon suojaukseenMethod for protecting the electricity distribution network

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Keksintö liittyy sähkönjakeluverkon suojaamiseen ja erityisesti keskijänniteverkon suojaamiseen katkeilevalta tai ohimenevältä maasululta.The invention relates to the protection of the electricity distribution network and in particular to the protection of the medium voltage network against a broken or transient earth fault.

5 Sähkönjakeluverkossa voi tapahtua monia erilaisia maasulkuja.5 There are many different types of earth faults in the electricity distribution network.

Maakaapeliverkoissa maasulut ovat yleensä pysyviä ja vikaresistanssiltaan pieniä. Tällaiset viat edellyttävät viallisen johto-osuuden kytkemistä eroon muusta verkosta. Ilmajohtoverkossa ovat tunnusomaisia puolestaan valokaarimaasulut, jotka voidaan eliminoida jälleenkytkentöjen avulla.In underground cable networks, earth faults are usually permanent and of low fault resistance. Such failures require disconnection of the faulty line section from the rest of the network. The overhead transmission network, in turn, is characterized by arc earth gaps which can be eliminated by means of reconnections.

10 Edellisistä poikkeava vikatapaus on katkeileva maasulku, jossa kontakti maahan välillä katkeilee ja vian kesto on huomattavasti jakson aikaa lyhyempi. Tällainen katkeileva transienttityyppinen maasulku voi aiheutua esimerkiksi vauriosta kaapelin eristyksessä, ja se on tyypillisesti kompensoidun kaapeliverkon ongelma. Kompensoidussa verkossa maasulun sammumisen 15 todennäköisyys on suuri, mutta eristevaurion tapahduttua vika todennäköisesti syttyy yhä uudelleen. Vika ilmenee tällöin toistuvina voimakkaina maasulkuvir-tapiikkeinä ja vastaavina nopeina nollajännitteen hetkellisarvon muutoksina. Tarkka syttymishetki on satunnainen johtuen läpilyönti-ilmiön yleisestä luonteesta.10 A failure case other than the above is an intermittent earth fault in which the ground contact is interrupted and the fault duration is considerably shorter than the period. Such a breaking transient-type earth fault can be caused, for example, by a failure in the cable insulation, and is typically a problem with a compensated cable network. In a compensated network, the likelihood of an earth fault extinguishing 15 is high, but once the insulation failure occurs, the fault is likely to re-ignite. The fault then manifests itself as repeated strong earth-fault current peaks and corresponding rapid changes in the instantaneous value of the zero voltage. The exact moment of ignition is random due to the general nature of the breakthrough phenomenon.

20 Verkon kompensointiaste vaikuttaa transienttivian toistumiseen.20 The degree of network compensation affects the recurrence of transient fault.

Täysin kompensoidussa verkossa nollajännite vaimenee pois useamman jakson aikana, ja vika voi toistua muutaman sadan millisekunnin välein (Kuviot 2 ja 3). Jos kompensointi on viritetty sivuun, vika voi toistua puolijakson välein, koska nollajännite ei ehdi vaimentua vikojen välissä (Kuviot 4, 5, 6, 7 ja 8).In a fully compensated network, the zero voltage dims over several cycles, and the fault may recur every few hundred milliseconds (Figures 2 and 3). If the compensation is tuned to the side, the fault may recur every half cycle because the zero voltage does not have time to damp down between the faults (Figures 4, 5, 6, 7 and 8).

25 Ohimenevällä maasululla tarkoitetaan tässä yhteydessä maasulkua, jossa yhteys maahan on hyvin lyhytaikainen, niin että maasulku sammuu nopeasti. Tällöin syntyvä virtapulssi on samankaltainen kuin katkeilevassa maa-sulussa.25 A transient earth fault in this context is an earth fault in which the connection to the earth is very short-term, so that the earth fault disappears quickly. The resulting current pulse is similar to that of a broken earth fault.

Katkeileva tai ohimenevä maasulku voi esiintyä myös maasta erote-30 tussa tai resistanssin kautta maadoitetussa verkossa.An intermittent or transient earth fault may also occur in a ground-isolated or grounded network.

Ellei katkeilevaa maasulkua tunnisteta selektiivisesti, seurauksena voi olla laajan verkko-osan laukeaminen jännitteettömäksi, esimerkiksi sähkö-aseman syöttökennon katkaisijan laukeaminen sen sijaan, että vain vikaantunut johtolähtö erotettaisiin verkosta. Tyypillisesti tällainen ongelma seuraa siitä, 35 että varasuojauksen ehtona käytetyn nollajännitteen arvo säilyy suurena selvästi virtapulsseja pitemmän ajan.Failure to selectively detect a breaking earth fault may result in the tripping of a large mains section, such as tripping of an electrical station supply cell circuit breaker instead of disconnecting only the faulty wiring output. Typically, such a problem results from the fact that the value of the zero voltage used as a precondition for shielding remains high for clearly longer pulses.

22

Ohimenevässä maasulussa suojauksen toiminta ei ole välttämätöntä, mutta transienttimaasulun selektiivinen laukaisu voi estää pysyvän vian syntymisen mahdollisesti vakavine seurauksineen.In the case of a transient earth fault, protection is not necessary, but selective tripping of a transient earth fault can prevent the occurrence of a permanent fault with potentially serious consequences.

Keksinnön lyhyt selostus 5 Keksinnön tavoitteena on kehittää menetelmä, jonka avulla yllä mainittuja katkeilevaan maasulkuun ja ohimenevään maasulkuun liittyviä ongelmia saadaan ratkaistuksi. Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä sanotaan patenttivaatimuksessa.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION An object of the invention is to provide a method for solving the above-mentioned problems of a broken earth fault and a temporary earth fault. The object of the invention is achieved by a method characterized by what is stated in the claim.

Keksintö perustuu siihen, että verkosta (sähköaseman keskijännite-10 kiskostosta) mitataan nollajännitettä U0 (2) ja sähköaseman lähdöiltä (4 ja 8) nollavirtaa lo (3 ja 7). Kun l0:n hetkellisarvo ylittää asetteluarvon (11), ja seuraavan jakson ajan aikana Uo:n perusaallon komponentti ylittää asetteluarvon (12), suojareleen algoritmi käynnistyy. Uo -signaali differenti-oidaan (13), l0- ja AUo/At -signaaleista poistetaan verkkotaajuutta lähellä oleva 15 komponentti (15 ja 14) lasketaan näin suodatettujen signaalien samanaikaisten näytteiden tulojen summa (16). Se kuvaa lo ja Uo signaalien transienttien samanmuotoisuutta ja yhtäaikaisuutta. Jos kyseessä on transienttivika, vika-lähdössä (4) summa on negatiivinen (Kuviot 2, 4, 6 ja 8, viite 16), koska prosessoidut lo- ja AUo/At signaalit (15 ja 14) ovat ideaalitapauksessa samanmuo-20 toiset, mutta vastakkaismerkkiset. Vastaavasti terveissä lähdöissä (8) summa on positiivinen (Kuviot 3, 5 ja 7, viite 16), koska prosessoidut l0- ja AUo/At signaalit (15 ja 14) ovat ideaalitapauksessa samanmuotoiset. Olennaista on, että perustaajuinen signaali suodatetaan pois ennen summan laskentaa, koska se esiintyy saman vaiheisena sekä vikalähdössä että terveissä 25 lähdöissä. Koko proseduuri toistetaan jakson välein. Kun vikapurskeen (Kuviot 4 ja 6) tai yksittäisten vikojen kokonaiskesto (Kuvio 2) ylittää asetellun toiminta-ajan, annetaan katkaisijalle laukaisukäsky.The invention is based on measuring the zero voltage U0 (2) from the network (substation medium voltage-10 busbar) and the zero current lo (3 and 7) from the substation outputs (4 and 8). When the instantaneous value of l0 exceeds the setpoint (11), and during the next period, the Uo base wave component exceeds the setpoint (12), the protection relay algorithm is triggered. The U0 signal is differentiated (13), the 10 components (15 and 14) close to the network frequency are removed from the 10 and A0o / At signals, and the sum of the inputs (16) of simultaneous samples of the filtered signals is calculated. It describes the similarity and simultaneity of the transients of the lo and Uo signals. In the case of a transient fault, the sum of the fault output (4) is negative (Figs. 2, 4, 6 and 8, ref. 16), since the processed lo and AU0 / At signals (15 and 14) are ideally identical to the others, but of opposite signs. Similarly, at healthy outputs (8), the sum is positive (Figures 3, 5 and 7, ref. 16), since the processed 10O and AU0 / At signals (15 and 14) are ideally similar. It is essential that the fundamental frequency signal is filtered out before the sum is calculated, since it occurs in the same phase in both the fault output and the healthy outputs. The entire procedure is repeated at intervals. When the total duration of the fault burst (Figures 4 and 6) or of individual faults (Figure 2) exceeds the set operating time, a trip command is given to the circuit breaker.

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on se, että keksintö tekee mahdolliseksi tunnistaa johtolähtö, jolla katkeileva tai ohimenevä maasulku 30 esiintyy. Erityisiä etuja muihin menetelmiin nähden ovat menetelmän yksinkertaisuus sekä se, että menetelmä ei edellytä suurta näytteenottotaajuutta eikä siten erillisiä laitteita kyseistä toimintoa varten.An advantage of the method according to the invention is that the invention makes it possible to identify the line output at which a breaking or transient earth fault 30 occurs. Particular advantages over other methods are the simplicity of the method and the fact that the method does not require a high sampling rate and thus no separate equipment for the operation in question.

33

Kuvioiden lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä viitaten oheisiin piirroksiin, joista:The invention will now be further described in connection with preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1 esittää kompensoitua eli sammutettua sähköverkkoa, jossa 5 sähköasemalta lähtee useampia lähtöjä (4 ja 5) ja lähdössä (4) esiintyy katkeileva maasulkuvika (5) vaiheessa L3. Lähtö (8) edustaa kaikkia muita lähtöjä. Kompensointikela (1) on viritetty käyttötaajuudelle tai sen lähelle resonanssiin, verkon kompensointiasteen mukaisesti, verkon maakapasitanssien (6 ja 9) kanssa. Nollajännite Uo (2) ja lähtöjen lo:t (3 ja 7) mitataan.; 10 Kuvio 2 esittää viallisen lähdön signaaleja, kun verkon kompensoin- tiaste on 100 %. Viallisen vaiheen jännite (10) palautuu hitaasti, joten uusi vika syttyy tässä esimerkissä vasta noin 200 ms kuluttua. Mitatut l0-signaali (11) ja Uo-signaali (12) laitteen laskostumisenestosuotimen jälkeen on esitetty tyypillisen transienttimaasulkuvian aikana. Myös algoritmin mukaiset prosessoidut 15 signaalit, AUo/At (13), suodatetut AUo/At (14) ja lo (15) ja suodatettujen signaalien samanaikaisten näytteiden tulojen summa (16) on esitetty.;Fig. 1 shows a compensated or switched off power network in which several outputs (4 and 5) are output from 5 substations and an intermittent earth fault (5) occurs at the output (4) in step L3. Output (8) represents all other outputs. The compensation coil (1) is tuned to or near the operating frequency in resonance, according to the network compensation degree, with the ground capacitances (6 and 9) of the network. Zero voltage U0 (2) and output lo (3 and 7) are measured .; Figure 2 shows the defective output signals when the network compensation ratio is 100%. The faulty phase voltage (10) is slowly restored, so in this example, the new fault will not start until after about 200 ms. The measured 10 signal (11) and the U0 signal (12) after the device anti-crease filter are shown during a typical transient earth fault. Also, the processed signals 15 according to the algorithm, AU0 / At (13), filtered AU0 / At (14) and lo (15) and the sum of the inputs (16) of simultaneous samples of the filtered signals are shown .;

Kuvio 3 esittää terveen lähdön signaaleja samassa viassa kuin kuvio 2.;Figure 3 shows healthy output signals in the same error as Figure 2;

Kuvio 4 esittää samat viallisen lähdön signaalit kuin kuvio 2, mutta 20 verkon kompensointiaste on 30 %. Viallisen vaiheen jännite (1) palautuu nopeasti ja transienttimaasulkuja tapahtuu todennäköisesti hyvin tiheään verrattuna 100 % kompensointi tilanteeseen.Figure 4 shows the same faulty output signals as Figure 2, but the network 20 has a compensation rate of 30%. The faulty phase voltage (1) recovers rapidly and transient earth faults are likely to occur at very high density compared to the 100% compensation situation.

Kuvio 5 esittää terveen lähdön signaaleja samassa viassa kuin kuvio 4.; 25 Kuvio 6 esittää samat viallisen lähdön signaalit kuin kuvio 2, mutta verkon kompensointiaste on 170 %. Viallisen vaiheen jännite (1) palautuu nopeasti ja transienttimaasulkuja tapahtuu todennäköisesti hyvin tiheään verrattuna täysin kompensointiin verkkotilanteeseen.Figure 5 shows healthy output signals in the same error as Figure 4; Figure 6 shows the same faulty output signals as Figure 2, but the network compensation rate is 170%. The faulty phase voltage (1) recovers rapidly and transient earth faults are likely to occur very dense compared to full compensation in the grid situation.

Kuvio 7 esittää terveen lähdön signaaleja samassa viassa kuin 30 kuvio 6.;Figure 7 shows the healthy output signals in the same error as Figure 30;

Kuviot 2...7 ovat simulointituloksia erään todellisen verkon mallilla. Kuvio 8 esittää mitattuja vikalähdön l0- ja U0-signaaleja (11 ja 12) erään todellisen verkon spontaanissa viassa. Myös algoritmin mukaiset prosessoidut signaalit, AUo/At (13), suodatetut AUo/At (14) ja l0 (15) ja 35 suodatettujen signaalien samanaikaisten näytteiden tulojen summa (16) on esitetty.Figures 2 to 7 are simulation results of a real network model. Figure 8 shows the measured fault output I0 and U0 signals (11 and 12) in a spontaneous fault of an actual network. Also, the sum of the inputs (16) of the simultaneous samples of the processed signals according to the algorithm, AU0 / At (13), filtered AU0 / At (14) and 10 (15) and 35 are shown.

44

Keksinnön yksityiskohtainen selostusDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Keksintö perustuu siihen, että verkosta (sähköaseman keskijännite-kiskostosta) mitataan nollajännitettä Uo (2) ja sähköaseman lähdöiltä nollavirtaa l0 (3 ja 7). Kun l0:n hetkellisarvo ylittää asetteluarvon (11), ja 5 seuraavan jakson ajan aikana Uo:n (12) perusaallon komponentti ylittää asetteluarvon, suojareleen algoritmi käynnistyy.The invention is based on measuring the zero voltage U0 (2) from the network (the substation medium voltage busbar) and the zero current 10 (3 and 7) from the substation outputs. When the instantaneous value of 10 exceeds the setpoint (11), and during the next 5 cycles, the base wave component of the U0 (12) exceeds the setpoint, the protection relay algorithm starts.

Otetaan talteen työpuskureihin näytteet jakson ajalta loista (11) ja Iloista (12). Vikatransientin aikana virrat ovat pääosin kapasitiivisia, joten l0 on verrannollinen Uo:n derivaattaan. Differentioimalla Uo saadaan Uo:n derivaa-10 talle likiarvo ja differentioitu aaltomuoto (13) vastaa l0:n aaltomuotoa (11). Vian aikana vikalähdön (4) ja terveitten lähtöjen (8) asemalta mitattujen lo virtojen suunnat ovat päinvastaiset. Näin ollen vikalähdössä loin (11) aaltomuoto on transientin aikana samanmuotoinen kuin AU0/At (13), mutta erimerkkinen (kuviot 2, 4, 6 ja 8). Terveissä lähdöissä l0:n aaltomuoto on samanmuotoinen 15 ja samanmerkkinen kuin AUo/At (kuviot 3, 5 ja 7).Take samples of parasites (11) and Joy (12) in the work buffer for the period. During the fault transient, currents are mainly capacitive, so l0 is proportional to the derivative of U0. Differentiating U0 gives an approximation of the derivative 10 of U0 and the differentiated waveform (13) corresponds to the waveform (11) of 10. In the event of a fault, the directions of the currents measured from the position of the fault output (4) and the healthy outputs (8) are reversed. Thus, at the fault output, the loin (11) waveform during transient is similar to AU0 / At (13) but of different sign (Figures 2, 4, 6 and 8). At healthy outputs, the 10 waveform has the same shape 15 and the same sign as AU0 / A (Figures 3, 5 and 7).

Mitattu nollajännite differentioidaan seuraavasti: lo-signaalin näytettä lo(n) vastaava Uo(n):n differenssi lasketaan symmetrisesti l0:n suhteen: AU0(n)/At = U0(n+1) - U0(n-1), jolloin lopputuloksen oikeellisuus paranee.The measured zero voltage is differentiated as follows: The difference in U0 (n) corresponding to the sample lo (n) of the lo signal is calculated symmetrically with respect to l0: AU0 (n) / At = U0 (n + 1) - U0 (n-1). the accuracy of the result will be improved.

20 Kun maasulkuvika on ohi, alkaa koko verkko värähdellen palautua tasapainotilaan. Värähtelyn taajuuden määrää verkon kompensointiaste eli sammutuskelan (1) ja verkon kokonaiskapasitanssin (6 ja 9) muodostaman rin-nakkaisresonanssipiirin resonanssitaajuus. Jos kompensointiaste on 100 %, on taajuus 50 Hz (kuviot 2 ja 3). Myös yli- ja alikompensointitilanteessa taajuus 25 on lähellä 50 Hz:ä (kuviot 4, 5, 6, 7 ja 8). Koska vika on jo ohi, tämä vaimeneva noin 50 Hz signaali on identtinen vikalähdön ja terveiden lähtöjen lo-signaaleissa ja vaikeuttaa siten vikalähdön tunnistamista. Siksi perustaajuinen komponentti vaimennetaan sekä l0:sta että differentioidusta Uoista.20 When the earth fault is over, the whole network begins to vibrate to return to equilibrium. The frequency of the oscillation is determined by the degree of network compensation, i.e. the resonance frequency of the quin-resonance circuit formed by the quench coil (1) and the total network capacitance (6 and 9). If the compensation ratio is 100%, the frequency is 50 Hz (Figures 2 and 3). Also, in the case of over- and under-compensation, the frequency 25 is close to 50 Hz (Figures 4, 5, 6, 7 and 8). Since the fault is already over, this attenuating signal of about 50 Hz is identical to the lo output of the fault output and the healthy outputs, thus making it difficult to identify the fault output. Therefore, the fundamental frequency component is attenuated from both 10 and differentiated U ues.

Seuraavaksi lasketaan näiden suodatettujen signaalien (15 ja 14) 30 samanaikaisten näytteiden tulojen summa seuraavasti: k = Σ(Ιο χ AUo/At) (16). Vikalähdössä summan arvo on negatiivinen (16 kuvioissa 2, 4, 6 ja 8) ja terveissä lähdöissä summa on positiivinen (16 kuvioissa 3, 5 ja 7). Jos summa on negatiivinen, suojausfunktion viivelaskuria kasvatetaan.Next, the sum of the inputs of 30 simultaneous samples of these filtered signals (15 and 14) is calculated as follows: k = Σ (Ιο χ AUo / At) (16). In the fault output, the sum is negative (16 in Figures 2, 4, 6 and 8) and in healthy outputs the sum is positive (16 in Figures 3, 5 and 7). If the sum is negative, the protection function delay time is incremented.

Ohimenevissä vioissa vasta, kun virtapiikkejä ei ole esiintynyt ase-35 tellun palautumisajan kuluessa tai kun summa on ollut asetellun palautumis-ajan jatkuvasti nolla tai positiivinen, nollataan käyntiin lähtenyt toiminta-aikalas-kuri.Only in the case of transient faults, if no current peaks have occurred within the set recovery time of the weapon, or when the sum has been continuously zero or positive during the set recovery time, the running time counter is reset.

55

Kun kompensointiaste poikkeaa selvästi sadasta prosentista, vika-vaiheen jännite saavuttaa jo saman jakson aikana todennäköisen läpilyöntijän-nitteen (kuviot 4 ja 6), jolloin vikoja syntyy yleensä joka jaksolla. Kun vika-laskuri saavuttaa asetellun viiveen, laukaistaan vikalähdön katkaisija auki.When the compensation rate deviates clearly from one hundred percent, the voltage of the fault phase reaches the likely breakdown voltage already during the same period (Figures 4 and 6), whereby faults usually occur every period. When the fault counter reaches the set delay, the fault output breaker is tripped.

5 Kompensointiasteen ollessa lähellä sataa prosenttia vikavaiheen jännitteen amplitudi palautuu hitaasti alkuperäiseen arvoonsa (kuvio 2), ja uusi vika tapahtuu todennäisesti vasta satojen millisekuntien kuluttua. Suoja kuitenkin havahtuu ensimmäisestä viasta, ja jos uusi vika tapahtuu asetellun palautu-misajan kuluessa, saadaan laukaisu, kun vikoja on tullut riittävä määrä.With the compensation degree close to one hundred percent, the amplitude of the fault phase voltage slowly returns to its original value (Figure 2), and a new fault is likely to occur only after hundreds of milliseconds. However, the protection is triggered by the first fault, and if a new fault occurs within the set recovery time, a trip is triggered when a sufficient number of faults have occurred.

10 Riippuen vian etäisyydestä sähköasemalta ja verkon laajuudesta vian kesto voi vaihdella alle sadasta mikrosekunnista pariin millisekuntiin. Kun lo-transientin amplitudi on hyvin suuri, ja koska lyhytkestoisen transientin amplitudi on suurempi kuin pitempikestoisen transientin ja koska suojareleen las-kostumisenestosuodin valmentaessaan kapeaa lo -transienttia samalla levittää 15 sitä ajallisesti, riittää signaalien mittauksen näytteenottotaajuudeksi käytännössä 32 näytettä/jakso eli näyteväli 625 ps, jota on käytetty oheisissa kuvioissa.10 Depending on the distance from the substation to the substation and the size of the network, the duration of the fault can vary from less than 100 microseconds to a few milliseconds. When the amplitude of the lo transient is very large, and because the amplitude of the short transient is greater than that of the longer transient and because the protective relay anti-fade filter prepares a narrow lo transient while spreading it 15, used in the figures below.

Kun verkon kompensointiaste poikkeaa sadasta prosentista, vika-vaiheen jännite voi palautua jo seuraavan puolijakson aikana niin suureen het-20 kellisarvoon, että uusi läpilyönti saattaa tapahtua jo saman tai seuraavan puoli-jakson aikana tai viimeistään muutaman jakson kuluttua (kuviot 4 ja 6). Tällöin vikakohdan läpilyöntilujuus saattaa muuttua viasta toiseen, ja l0-virtapulssin voimakkuus voi pienentyä verrattuna ensimmäisiin läpilyönteihin (kuvio 8). Suojareleen laskostumisenestosuotimen vaimentaessa voimakkaasti suuria 25 taajuuksia, joista terävät virtapulssit koostuvat, voivat amplitudiltaan pienentyneet lo-virtapulssit jäädä havaitsematta. Pienetkin virtapulssit kuitenkin pitävät yllä jatkuvaa Uo-signaalia. Käynnistämällä havaitusta l0-pulssista aikakatko-ajastin, joka aiheuttaa laukaisun, jos Uo-signaali jatkuvasti ja riittävän kauan ylittää havahtumiskynnyksen, voidaan taata nopea laukaisu myös tapauksissa, 30 joissa tiheään toistuvan lo-transientin amplitudi on pienentynyt alle havahtumis-rajan.When the network compensation rate deviates from 100%, the fault phase voltage may return to such a high het-20 clock value during the next half-cycle that a new break-through may occur within the same or next half-period, or after a few cycles (Figures 4 and 6). In this case, the breakthrough strength of the fault site may change from one defect to the next, and the intensity of the 10 current pulse may decrease compared to the first breakthroughs (Figure 8). Due to the strong attenuation of the high-frequency frequencies constituting the sharp current pulses, the low-amplitude lo-current pulses may not be detected. However, even small current pulses maintain a continuous U0 signal. By triggering a time-out timer from the detected 10 pulse that triggers the trip if the U0 signal continuously and sufficiently long exceeds the trigger threshold, rapid triggering can also be guaranteed even when the amplitude of the dense repetitive lo-transient has fallen below the trigger threshold.

Claims (4)

1. Menetelmä sähkönjakeluverkon suojaamiseksi katkeilevalta tai ohimenevältä maasululta, tunnettu siitä, että menetelmässä: - Kun lo:n hetkellisarvo ja Uo:n 50 Hz komponentin amplitudi ylittä- 5 vät asetellut rajat, otetaan mitatuista lo- ja U0-signaaleista (11 ja 12. näytteet jakson ajalta työpuskuriin. - Lasketaan lo-signaalin (11) työpuskurin näytteitä lo(n) vastaavat U0:n differenssit (13) symmetrisesti: AU0(n)/At = Uo(n+1)-Uo(n-1) - Mitatusta nollavirtasignaalista lo (11) ja mitatun nollajännitteen dif- 10 ferenssisignaalista ΔΙΙ0/Δΐ (13) vaimennetaan perustaajuinen komponentti (15 ja 14). - Lasketaan näin prosessoitujen l0- ja Δυ0/Δί -signaalien (15 ja 14) keskinäinen riippuvuus kerroin k = Σ(Ι0χ Δυ0/Δί) (16) - Jos k on negatiivinen (kuviot 2, 4, 6 ja 8), kyseessä on vikaantu- 15 nut johtolähtö ja toiminta-aikalaskuria kasvatetaan. - Kun k on ollut asetellun ajan jatkuvasti positiivinen, nollataan käyntiin lähtenyt toiminta-aikalaskuri. - Jos havaitun negatiivisen k:n jälkeen Uo-signaali jokaisella tarkastelujaksolla ylittää asetellun rajan, lisätään Uo-aikakatkolasku- 20 rin arvoa. - Kun toiminta-aikalaskuri tai U0-aikakatkolaskuri saavuttaa käyttäjän asetteleman arvon, erotetaan vikaantunut johtolähtö (4) verkosta. Patentkravet1. Menetelmä sayhkönjakeluverkon suojaamiseksi catkeilevalta tai ohimenevältä maasululta, tunnettu siitä, one menetelmässä: - Only lo: n hetkellisarvo ja Uo: n 50 Hz componentin amplitudi ylittä-ja- näyttet jakson ajalta työpuskuriin - Lasketaan lo-signaalin (11) työpuskurin näytteitä lo (n) vastaavat U0: n difference site (13) symmetry path: AU0 (n) / At = Uo (n + 1) -Uo (n-1) - Mitatusta zero signal signal list lo (11) yes mitatun zero signal signal and difference signal signal ΔΙΙ0 / Δΐ (13) vaimennetaan perustaajuinen component (15 yes 14) - Lasketaan no processojeno l0- yes Δυ0 / Δί signalin 15 (14 yes) Σ (Ι0χ Δυ0 / Δί) (16) - Jos k on negatiivinen (cuviot 2, 4, 6 ja 8), kyseessä on vikaantuut 15 käyntiin lähtenyt toiminta-aikala skuri. - Jos havaitun negatiivisen k: n jälkeen Uo-signaali jokaisella tarkastelujaksolla ylittää asetellun rajan, lisätään Uo-aikakatkolaskurin arvoa. - Only toiminta-aikalaskuri tai U0-aikakatkolaskuri saavuttaa käyttäjän asetteleman arvon, erotetaan vikaantunut johtolähtö (4) cost. claim 1. En metod som skyddar eldistributionsnät frän jordfel av transientkaraktär, känneteknad avatti metoden:1. A method which protects electricity distribution networks from earth faults of a transient nature, characterized by the method: 5. När momentanvärdet av l0 och amplituden för 50 Hz komponenten av Uo överskrider de värden, som användaren har inställt, iäses samplingsvärden av uppmätta l0- och Uo-signalerna (11 och 12) under en period till arbetsbufferten. - Beräknas differenserna av lo-signalens (11) samplingsvärden i 10 arbetsbufferten l0(n) motsvarande differenserna av U0 (13) symmetriskt: AUo(n)/At = Uo(n+1)-U0(n-1) - Av den uppmätta nollföljdsströmsignalen lo (11) och av differenssignalen av den uppmätta nollföljdsspänningen AUo/At (13) dämpas grundfrekvenskomponenten (15 och 14).5. When the instantaneous value of 10 and the amplitude of the 50 Hz component of Uo exceeds the values set by the user, sampling values of the measured 10 and Uo signals (11 and 12) are read for a period to the work buffer. - the differences are calculated by the sampling values of the LO signal (11) in the working buffer 10 (n) corresponding to the differences of U0 (13) symmetrically: AUo (n) / At = Uo (n + 1) -U0 (n-1) - Of the the measured zero sequence current signal lo (11) and of the difference signal of the measured zero sequence voltage AUo / At (13), the basic frequency component (15 and 14) is attenuated. 15. Beräknas sä här processerade lo- och AUo/At -signalernas (15 och 14) beroendefaktor k = Σ(Ι0 x AUo/At) (16) - Om k är negativ (figurerna 2, 4, 6 och 8), är det fraga om den felaktiga utgäende ledningen och funktionstidsräknaren utökas. - När k har värit kontinuerligt positiv den tid som är inställd, 20 nollställs den startade funktionstidsräknaren. - Om Uo-signalen, efter en upptäckt negativ k, i varje observationsperiod överskrider inställingen, utökas värdet av Uo-avbrottstidsräknaren. - När funktionstidsräknaren eller U0-avbrottstidsräknaren har 25 uppnätt de värden som användaren har inställt, isoleras den felaktiga utgäende ledningen (4) fran resten av nätet.15. If the dependent factor of the processed Lo and AUo / At signals (15 and 14) is calculated as k = ((Ι0 x AUo / At) (16) - If k is negative (Figures 2, 4, 6 and 8), then the issue of incorrect output management and the function timer are extended. - When k has been continuously positive for the time set, 20 the started function time counter is reset. - If the Uo signal, after a negative k detected, exceeds the setting in each observation period, the value of the Uo interrupt timer is increased. - When the function timer or the U0 interrupt timer has reached the values set by the user, the incorrect output line (4) is isolated from the rest of the network.
FI20070744A 2007-10-01 2007-10-01 Method for protecting the electricity distribution network FI121612B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20070744A FI121612B (en) 2007-10-01 2007-10-01 Method for protecting the electricity distribution network

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20070744A FI121612B (en) 2007-10-01 2007-10-01 Method for protecting the electricity distribution network
FI20070744 2007-10-01

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20070744A0 FI20070744A0 (en) 2007-10-01
FI20070744A FI20070744A (en) 2009-04-02
FI121612B true FI121612B (en) 2011-01-31

Family

ID=38656758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20070744A FI121612B (en) 2007-10-01 2007-10-01 Method for protecting the electricity distribution network

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI121612B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20070744A0 (en) 2007-10-01
FI20070744A (en) 2009-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018241129B2 (en) Method and detection device for detecting a high-impedance ground fault in an electrical energy supply network with a grounded neutral point
CN105445611B (en) The detection method and detection device of fault electric arc
Zhalefar et al. A high-speed adaptive single-phase reclosing technique based on local voltage phasors
CN102077433B (en) Circuit breaker with improved re-closing functionality
US11451047B2 (en) Protection of electrical devices based on electromagnetic pulse signal
CN110389276B (en) Single-phase grounding fault management system and method
CN107727990B (en) Distribution network arc light grounding fault identification method
US20050195538A1 (en) Multifactor adaptive auto-reclosing of high voltage transmission lines
CN104375061A (en) Intermittent grounding fault detection system of power distribution network
Kumpulainen et al. Aspects of arc-flash protection and prediction
Filipović-Grčić et al. Monitoring of transient overvoltages on the power transformers and shunt reactors–field experience in the Croatian power transmission system
Hamidi et al. Adaptive single-phase auto-reclosing method using power line carrier signals
Saleh et al. Detecting Arcing Current Faults in Medium-to-Low Voltage Transformers
US11451044B2 (en) Automated self testing of power grid transformer protection systems
Bo et al. A novel technique to distinguish between transient and permanent faults based on the detection of current transients
Velayudham et al. Locating ground fault in distribution systems using smart meter
FI121612B (en) Method for protecting the electricity distribution network
Chafai et al. PC based testing system for protective relay
Johannesson et al. Reliability of protection systems-operational experience 1976-2002
Marciniak et al. Identification of high-resistance earth faults in medium voltage networks using higher harmonics
Haas et al. Root-cause analysis of simultaneous faults on an offshore FPSO vessel
Kasztenny et al. Re-strike and breaker failure conditions for circuit breakers connecting capacitor banks
Safari-Shad et al. Stator Intermittent Ground Fault Detection in High-Impedance Grounded Generators
Ramli Investigation of circuit breaker switching transients for shunt reactors and shunt capacitors
Dase et al. Novel Methods for Detecting Conductor Breaks in Power Lines

Legal Events

Date Code Title Description
P71A Reinstatment acc. sect. 71a patents act

Free format text: REINSTATEMENT ACC. SECT. 71A PATENTS ACT

FG Patent granted

Ref document number: 121612

Country of ref document: FI