RU131246U1 - ADAPTIVE RESERVE DEVICE FOR TRANSFORMERS OF RESPONSE SUBSTATIONS - Google Patents
ADAPTIVE RESERVE DEVICE FOR TRANSFORMERS OF RESPONSE SUBSTATIONS Download PDFInfo
- Publication number
- RU131246U1 RU131246U1 RU2013109812/07U RU2013109812U RU131246U1 RU 131246 U1 RU131246 U1 RU 131246U1 RU 2013109812/07 U RU2013109812/07 U RU 2013109812/07U RU 2013109812 U RU2013109812 U RU 2013109812U RU 131246 U1 RU131246 U1 RU 131246U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- mode analysis
- phase comparison
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов ответвительных подстанций, содержащее датчики токов всех трех фаз линии, выходы которых соединены с входами фильтров тока обратной, прямой и нулевой последовательностей, датчики напряжения, включенные на фазные напряжения всех трех фаз А, В, С, выходы которых соединены со входами фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей, также выходы первого, второго, третьего датчиков тока соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз соответственно, а выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз, входы четвертой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности и выходом фильтра тока прямой последовательности, входы пятой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности и выходом фильтра тока обратной последовательности, первый вход блока анализа режимов соединен с выходом первой схемы сравнения фаз, второй вход блока анализа режимов соединен с выходом четвертой схемы сравнения фаз, третий вход блока анализа режимов соединен с выходом второй схемы сравнения фаз, четвертый вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности, пятый вход блока анализа режимов соединен с выходом пятой схемы сравнения фаз, шестой вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока обратной последовательности, седьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом третьей схемы сравнения фаз, восьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом Adaptive backup protection device for transformers of branch substations, containing current sensors of all three phases of the line, the outputs of which are connected to inputs of current filters of reverse, direct and zero sequences, voltage sensors connected to the phase voltages of all three phases A, B, C, the outputs of which are connected to inputs of voltage filters of the forward and reverse sequences, also the outputs of the first, second, third current sensors are connected to the first inputs of the first, second, third phase comparison circuits, respectively, and the outputs The odes of the first, second, third voltage sensors are connected to the second inputs of the first, second, third phase comparison circuits, the inputs of the fourth phase comparison circuit are connected to the output of the direct sequence voltage filter and the output of the direct sequence current filter, the inputs of the fifth phase comparison circuit are connected to the voltage filter output the negative sequence and the output of the current filter of the negative sequence, the first input of the mode analysis unit is connected to the output of the first phase comparison circuit, the second input of the mode analysis unit s is connected to the output of the fourth phase comparison circuit, the third input of the mode analysis block is connected to the output of the second phase comparison circuit, the fourth input of the mode analysis block is connected to the output of the direct sequence current filter, the fifth input of the mode analysis block is connected to the output of the fifth phase comparison circuit, the sixth input the mode analysis unit is connected to the output of the reverse sequence current filter, the seventh input of the mode analysis unit is connected to the output of the third phase comparison circuit, the eighth input of the mode analysis unit is connected to the output
Description
Заявляемое устройство относится к электротехнике и может быть использовано для релейной защиты радиальных воздушных линий и кабельных линий, имеющих ответвления с трансформаторными подстанциями.The inventive device relates to electrical engineering and can be used for relay protection of radial overhead lines and cable lines having branches with transformer substations.
Известно устройство дальнего резервирования УДР АХ-94.2 [Тез. докл. научно-технической конференции "Релейная защита и автоматика энергосистем-96".- Москва, 1996 г.], состоящее из измерительных органов тока и направления мощности, включенные на токи и напряжения фаз, схем сравнения модулей, схем сравнения фаз, орган выдержки времени, выходной орган, указательное реле, орган контроля и внешней сигнализации. Орган тока и направления мощности каждой фазы объединены логическим элементом И, а элементы И подключены ко входам логического элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу органа выдержки времени.A device for long-distance backup UDR AH-94.2 [Abstract. doc. scientific and technical conference "Relay protection and automation of power systems-96" .- Moscow, 1996], consisting of measuring current and power directions, included in currents and phase voltages, module comparison circuits, phase comparison circuits, time delay organ, output organ, indicating relay, control organ and external alarm. The current element and the power directions of each phase are combined by the AND gate, and the AND elements are connected to the inputs of the OR gate, the output of which is connected to the input of the time delay organ.
Недостатком описываемого технического решения является снижение чувствительности при наличии мощной двигательной нагрузки на ответвлениях линии, сложность распознавания коротких замыканий за маломощными трансформаторами ответвительных подстанций при наличии нагрузочного режима.The disadvantage of the described technical solution is the reduction in sensitivity in the presence of a powerful motor load on the branch lines, the difficulty of recognizing short circuits behind low-power transformers of branch substations in the presence of a load mode.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство резервной защиты линии с трансформаторами на ответвлениях [Патент РФ №101877], состоящее из датчиков токов всех трех фаз линии, выходы которых соединены с входами фильтров тока обратной, прямой и нулевой последовательностей, датчиков напряжения, включенных на фазные напряжения всех трех фаз A, B, C, выходы которых соединены со входами фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей, выход фильтра тока прямой последовательности соединен с первым входом четвертой схемы сравнения фаз, выход фильтра напряжения прямой последовательности соединен со вторым входом четвертой схемы сравнения фаз, выход органа выдержки времени соединен с входом выходного органа, входы пятой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности и выходом фильтра тока обратной последовательности, выход пятой схемы сравнения фаз соединен с пятым входом блока анализа режимов, выход четвертой схемы сравнения фаз соединен со вторым входом блока анализа режимов, выход блока анализа режимов соединен с входом органа выдержки времени, выходы первого, второго, третьего датчиков тока соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз соответственно, выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз, выходы первой, второй, третьей схем сравнения фаз соединены с первым, третьим и седьмым входами блока анализа режимов соответственно, выход фильтра тока нулевой последовательности соединен с восьмым входом блока анализа режимов, выход фильтра тока прямой последовательности соединен с четвертым входом блока анализа режимов, выход фильтра тока обратной последовательности соединен с шестым входом блока анализа режимов.The closest technical solution (prototype) is a backup line protection device with transformers on the branches [RF Patent No. 101877], consisting of current sensors of all three phases of the line, the outputs of which are connected to the inputs of reverse, forward and zero sequence current filters, voltage sensors included to the phase voltages of all three phases A, B, C, the outputs of which are connected to the inputs of the voltage filters of the forward and reverse sequences, the output of the current filter of the direct sequence is connected to the first input of the fourth th phase comparison circuit, the output of the direct sequence voltage filter is connected to the second input of the fourth phase comparison circuit, the output of the time delay organ is connected to the input of the output organ, the inputs of the fifth phase comparison circuit are connected to the output of the negative sequence voltage filter and the output of the reverse sequence current filter, the fifth output the phase comparison circuit is connected to the fifth input of the mode analysis unit, the output of the fourth phase comparison circuit is connected to the second input of the mode analysis unit, the output of the mode analysis unit connected to the input of the time delay device, the outputs of the first, second, third current sensors are connected to the first inputs of the first, second, third phase comparison circuits, respectively, the outputs of the first, second, third voltage sensors are connected to the second inputs of the first, second, third phase comparison circuits, the outputs of the first, second, third phase comparison circuits are connected to the first, third and seventh inputs of the mode analysis unit, respectively, the output of the zero sequence current filter is connected to the eighth input of the mode analysis unit, the output is phi liter of direct sequence current is connected to the fourth input of the mode analysis unit, the output of the reverse sequence current filter is connected to the sixth input of the mode analysis unit.
Недостатком описываемого технического решения является действие на отключение линии с одной выдержкой времени для любых видов повреждений вне зависимости от того, какой из объектов поврежден, что предполагает неселективное действие защиты или более длительное существование аварийного режима.The disadvantage of the described technical solution is the effect on shutting down the line with one time delay for any type of damage, regardless of which of the objects is damaged, which implies a non-selective protection action or a longer emergency mode.
Задача полезной модели - повышение чувствительности, селективности и быстродействия защиты дальнего резервирования.The objective of the utility model is to increase the sensitivity, selectivity, and speed of protection of long-distance backups.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении чувствительности устройства к сетевым коротким замыканиям (одновременному обрыву одной из фаз ответвительного участка линии и замыканию на землю оборванной фазы со стороны ответвительной подстанции), повышении селективности работы устройства при аварийных режимах на ответвлении, а также повышении быстродействия устройства при коротких замыканиях за трансформаторами ответвительных подстанций и наличии нескольких ответвлений на линии электропередач. Это достигается тем, что устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов ответвительных подстанций, содержащее датчики токов всех трех фаз линии, выходы которых соединены с входами фильтров тока обратной, прямой и нулевой последовательностей, датчики напряжения, включенные на фазные напряжения всех трех фаз A, B, C, выходы которых соединены со входами фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей, так же выходы первого, второго, третьего датчиков тока соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз соответственно, а выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз, входы четвертой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности и выходом фильтра тока прямой последовательности, входы пятой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности и выходом фильтра тока обратной последовательности, первый вход блока анализа режимов соединен с выходом первой схемы сравнения фаз, второй вход блока анализа режимов соединен с выходом четвертой схемы сравнения фаз, третий вход блока анализа режимов соединен с выходом второй схемы сравнения фаз, четвертый вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности, пятый вход блока анализа режимов соединен с выходом пятой схемы сравнения фаз, шестой вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока обратной последовательности, седьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом третьей схемы сравнения фаз, восьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока нулевой последовательности, второй выход фильтра тока нулевой последовательности соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с входом логического элемента «НЕ», первый, второй, третий выходы блока анализа режимов соединены с входом первого, второго, третьего органа выдержки времени соответственно, выходы первого, второго, третьего органов выдержки времени соединены с входами логического элемента «ИЛИ», выход логического элемента «ИЛИ» соединен с первым входом логического элемента «И», второй вход логического элемента «И» соединен с выходом логического элемента «НЕ», выход логического элемента «И» соединен с входом выходного органа.The technical result of the claimed utility model is to increase the sensitivity of the device to network short circuits (simultaneously breaking one of the phases of the branch section of the line and shorting the dangling phase to the ground from the side of the branch substation), increasing the selectivity of the device during emergency operation on the branch, as well as increasing the speed of the device in case of short circuits behind the transformers of branch substations and the presence of several branches on the power line. This is achieved by the fact that the adaptive backup protection device for transformers of branch substations, containing current sensors of all three phases of the line, the outputs of which are connected to the inputs of current filters of reverse, direct and zero sequences, voltage sensors connected to the phase voltages of all three phases A, B, C the outputs of which are connected to the inputs of the voltage filters of the forward and reverse sequences, the outputs of the first, second, third current sensors are connected to the first inputs of the first, second, third comparison circuits h, respectively, and the outputs of the first, second, third voltage sensors are connected to the second inputs of the first, second, third phase comparison circuits, the inputs of the fourth phase comparison circuit are connected to the output of the direct sequence voltage filter and the output of the direct sequence current filter, the inputs of the fifth phase comparison circuit are connected with the output of the negative sequence voltage filter and the output of the negative sequence current filter, the first input of the mode analysis unit is connected to the output of the first phase comparison circuit, the second the mode analysis unit is connected to the output of the fourth phase comparison circuit, the third input of the mode analysis unit is connected to the output of the second phase comparison circuit, the fourth input of the mode analysis unit is connected to the output of the direct sequence current filter, the fifth input of the mode analysis unit is connected to the output of the fifth phase comparison circuit , the sixth input of the mode analysis block is connected to the output of the reverse sequence current filter, the seventh input of the mode analysis block is connected to the output of the third phase comparison circuit, the eighth input of the mode analysis block the mov is connected to the output of the zero-sequence current filter, the second output of the zero-sequence current filter is connected to the input of the threshold element, the output of which is connected to the input of the logic element “NOT”, the first, second, third outputs of the mode analysis unit are connected to the input of the first, second, third organ time delay, respectively, the outputs of the first, second, third time delay organs are connected to the inputs of the logical element "OR", the output of the logic element "OR" is connected to the first input of the logical element and “AND”, the second input of the logic element “AND” is connected to the output of the logic element “NOT”, the output of the logic element “AND” is connected to the input of the output organ.
На фиг.1. приведена структурная схема устройства адаптивной резервной защиты трансформаторов ответвительных подстанций. Устройство содержит датчики напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3, установленные во всех трех фазах A, B, C и датчики тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6, также установленные в трех фазах A, B, C соответственно, схемы сравнения фаз (ССФ1-ССФ3) 7-9, фильтр напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10, фильтр напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11, фильтр тока прямой последовательности (ФТПП) 12, фильтр тока обратной последовательности (ФТОП) 13 и фильтр тока нулевой последовательности (ФТНП) 14, схемы сравнения фаз (ССФ4, ССФ5) 15, 16, блок анализа режимов (БАР) 17, пороговый элемент (ПЭ) 18, логический элемент «НЕ» 19, логический элемент «И» 24, логический элемент «ИЛИ» 23, первый орган выдержки времени (ОВВ1) 20, второй орган выдержки времени (ОВВ2) 21, третий орган выдержки времени (ОВВ3) 22, выходной орган (ВО) 25.In figure 1. The block diagram of the adaptive backup protection device for transformers of branch substations is given. The device contains voltage sensors (DN 1 -DN 3 ) 1, 2, 3, installed in all three phases A, B, C and current sensors (DT 1 -DT 3 ) 4, 5, 6, also installed in three phases A, B, C, respectively, phase comparison circuits (SSF 1 -SSF 3 ) 7-9, forward sequence voltage filter (FNPP) 10, negative sequence voltage filter (FNOP) 11, forward sequence current filter (FTP) 12, negative sequence current filter (FTOP)
Датчики тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6 включены на фазные токи всех трех фаз A, B, C линии, а их выходы соединены с входами фильтра тока обратной последовательности (ФТОП) 13, входами фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12 и входами фильтра тока нулевой последовательности (ФТНП) 14, датчики напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3 включены на фазные напряжения всех трех фаз A, B, C линии, а их выходы соединены со входом фильтра напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10 и входом фильтра напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11, так же выходы первого, второго, третьего датчиков тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6 соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз (ССФ1 ССФ2 ССФ3) 7, 8, 9 соответственно, а выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3 соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз (ССФ1 ССФ2 ССФ3) 7, 8, 9 соответственно, входы четвертой схемы сравнения фаз (ССФ4) 15 соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10 и выходом фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12, входы пятой схемы сравнения фаз (ССФ5) 16 соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11 и выходом фильтра тока обратной последовательности (ФТОП) 13, первый вход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с выходом первой схемы сравнения фаз (ССФ1) 7, второй вход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с выходом четвертой схемы сравнения фаз (ССФ4) 15, третий вход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с выходом второй схемы сравнения фаз (ССФ2) 8, четвертый вход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12, пятый вход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с выходом пятой схемы сравнения фаз (ССФ5) 16, шестой вход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с выходом фильтра тока обратной последовательности (ФТОП) 13, седьмой вход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с выходом третьей схемы сравнения фаз (ССФ3) 9, восьмой вход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с выходом фильтра тока нулевой последовательности (ФТНП) 14, второй выход фильтра тока нулевой последовательности (ФТНП) 14 соединен с входом порогового элемента (ПЭ) 18, выход которого соединен с входом логического элемента «НЕ» 19, первый выход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с входом первого органа выдержки времени (ОВВ1) 20, второй выход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с входом второго органа выдержки времени (ОВВ2) 21, третий выход блока анализа режимов (БАР) 17 соединен с входом третьего органа выдержки времени (ОВВ3) 22, выход первого органа выдержки времени (ОВВ1) 20 соединен с первым входом логического элемента «ИЛИ» 23, выход второго органа выдержки времени (ОВВ2) 21 соединен с вторым входом логического элемента «ИЛИ» 23, выход третьего органа выдержки времени (ОВВ3) 22 соединен с третьим входом логического элемента «ИЛИ» 23, выход логического элемента «ИЛИ» 23 соединен с первым входом логического элемента «И» 24, второй вход логического элемента «И» 24 соединен с выходом логического элемента «НЕ» 19, выход логического элемента «И» 24 соединен с входом выходного органа (ВО) 25.Current sensors (DT 1 -DT 3 ) 4, 5, 6 are connected to the phase currents of all three phases of the A, B, C lines, and their outputs are connected to the inputs of the reverse sequence current filter (FTOP) 13, the inputs of the forward sequence current filter (FTPP) ) 12 and the inputs of the zero sequence current filter (FTNP) 14, the voltage sensors (DN 1 -DN 3 ) 1, 2, 3 are connected to the phase voltages of all three phases of the A, B, C lines, and their outputs are connected to the input of the direct voltage filter sequence (FNPP) 10 and the input of the filter voltage negative sequence (FNOP) 11, the outputs of the first, second, third current sensors (DT 1 -DT 3 ) 4, 5, 6 are connected to the first inputs of the first, second, third phase comparison circuits (SSF 1 SSF 2 SSF 3 ) 7, 8, 9, respectively, and the outputs of the first, second, third sensors voltage (DN 1 -DN 3 ) 1, 2, 3 are connected to the second inputs of the first, second, third phase comparison circuits (SSF 1 SSF 2 SSF 3 ) 7, 8, 9, respectively, the inputs of the fourth phase comparison circuit (SSF 4 ) 15 connected to the filter output voltage direct sequence (FNPP) 10 and output current positive sequence filter (FTPP) 12, the inputs of the fifth phase comparison circuit (5 SSF) 16 Uniform yield negative sequence voltage filter (FNOP) 11 and the filter output feedback current (FTOP) 13, a first input mode analysis block (BAR) 17 connected to the output of the first phase comparison circuit (
Устройство работает следующим образом: датчики напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3 обеспечивают преобразование напряжения в напряжение, датчики тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6 выполняют преобразование тока в напряжение. Схемы сравнения фаз (ССФ1, ССФ2, ССФ3) 7-9, подключенные к выходам датчиков тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6 и датчиков напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3 всех фаз, обеспечивают выделение сигналов пропорциональных аргументам фазных токов. Фильтр напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10 и фильтр напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11 выделяют на выходе сигнал пропорциональный напряжениям прямой и обратной последовательностей соответственно, а фильтр тока прямой последовательности (ФТПП) 12, фильтр тока обратной последовательности (ФТОП) 13, фильтр тока нулевой последовательности (ФТНП) 14 обеспечивают выделение сигналов пропорциональных токам прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно. Схема сравнения фаз (ССФ4) 15, подключенная к выходам фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12 и фильтра напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10, обеспечивает выделение сигнала пропорционального аргументу тока прямой последовательности. Схема сравнения фаз (ССФ5) 16, подключенная к выходам фильтра тока обратной последовательности (ФТОП) 13 и фильтра напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11, обеспечивает выделение сигнала, пропорционального аргументу тока обратной последовательности.The device operates as follows: voltage sensors (DN 1 -DN 3 ) 1, 2, 3 provide voltage to voltage conversion, current sensors (DT 1 -DT 3 ) 4, 5, 6 convert current to voltage. Phase comparison schemes (SSF 1 , SSF 2 , SSF 3 ) 7-9, connected to the outputs of current sensors (DT 1 -DT 3 ) 4, 5, 6 and voltage sensors (DN 1 -DN 3 ) 1, 2, 3 of all phases, provide the allocation of signals proportional to the arguments of the phase currents. The filter of the direct sequence voltage (FNPP) 10 and the filter of the voltage of the negative sequence (FNOP) 11 emit a signal proportional to the voltages of the forward and reverse sequences, respectively, and the filter of the current of the direct sequence (FTP) 12, the filter of the current of the negative sequence (FTOP) 13, the current filter zero sequence (FTNP) 14 provide the selection of signals proportional to the currents of the forward, reverse and zero sequences, respectively. The phase comparison circuit (SSF 4 ) 15, connected to the outputs of the direct sequence current filter (FTP) 12 and the direct sequence voltage filter (FNFP) 10, provides a signal proportional to the direct current argument. The phase comparison circuit (SSF 5 ) 16, connected to the outputs of the negative sequence current filter (FTOP) 13 and the negative sequence voltage filter (FNOP) 11, provides a signal proportional to the negative sequence current argument.
Блок анализа режимов (БАР) 17, подключенный к выходам схем сравнения фаз (ССФ4-ССФ5) 15, 16, обеспечивает комплексный анализ режима работы сети и при выявлении аварийного режима работы передает сигнал на отключение. При этом учитываются величины токов прямой, обратной и нулевой последовательности, величины аргументов токов всех трех фаз, прямой и обратной последовательностей, величины приращения аргументов фазных токов, величины приращения аргументов токов прямой и обратной последовательности. Блок анализа режимов (БАР) 17 обеспечивает обработку параметров подводимых сигналов, а также производит расчет собственных параметров:The mode analysis unit (BAR) 17, connected to the outputs of the phase comparison circuits (SSF 4 -SSF 5 ) 15, 16, provides a comprehensive analysis of the network operating mode and, when an emergency operation mode is detected, transmits a shutdown signal. This takes into account the magnitude of the currents of the forward, reverse and zero sequence, the magnitude of the arguments of the currents of all three phases, the direct and reverse sequences, the increment of the arguments of the phase currents, the magnitude of the increment of the arguments of the currents of the direct and reverse sequence. The block analysis of modes (BAR) 17 provides processing of the parameters of the input signals, and also calculates its own parameters:
, , , , , ,
где ϕA.БАР - угол между токами прямой и обратной последовательности фазы А;where ϕ A. BAR - the angle between the currents of the forward and reverse sequence of phase A;
- ток прямой последовательности фазы А; - current direct sequence phase A;
- ток обратной последовательности фазы А; - current of the negative sequence of phase A;
ϕB.БАР - угол между токами прямой и обратной последовательности фазы В;ϕ B. BAR - the angle between the currents of the forward and reverse sequence of phase B;
- ток прямой последовательности фазы В; - current direct sequence phase B;
- ток обратной последовательности фазы В; - current of the negative sequence of phase B;
ϕC.БАР - угол между токами прямой и обратной последовательности фазы С;ϕ C. BAR - the angle between the currents of the forward and reverse sequence of phase C;
- ток прямой последовательности фазы С; - current direct sequence phase C;
- ток обратной последовательности фазы С; - current of the negative sequence of phase C;
и оценка выполнения соотношений:and evaluation of the performance of the relations:
I1≥kЗ.Iнг.max.отп.,I 1 ≥k Z. I ng.max.otp. ,
где I1 - ток прямой последовательности;where I 1 - current direct sequence;
kЗ - коэффициент запаса;k З - safety factor;
Iнг.max.отп. - максимально возможный ток нагрузки ответвительной подстанции,I ng.max.otp. - the maximum possible load current of the branch substation,
I2≥kЗ.Iпогр.ТТ,I 2 ≥k Z. I burial TT ,
где I2 - ток обратной последовательности;where I 2 is the current of the negative sequence;
kЗ - коэффициент запаса;k З - safety factor;
Iпогр.ТТ - ток небаланса в максимальном нагрузочном режиме.I load TT - unbalance current at maximum load mode.
Пороговый элемент (ПЭ) 18 при появлении на его входе величины тока нулевой последовательности, большей заданной выдает на выход логическую единицу, иначе - логический ноль. При этом заданная для срабатывания величина выбирается с учетом отстройки от максимальных токов нулевой последовательности при аварийных режимах в зоне действия.A threshold element (PE) 18, when a zero sequence current value greater than a given value appears at its input, outputs a logical unit, otherwise a logical zero. In this case, the value set for operation is selected taking into account the detuning from the maximum currents of the zero sequence during emergency conditions in the coverage area.
Логический элемент «НЕ» 19 производит соответствующую логическую операцию «НЕ» над поступающим на вход логическим сигналом. Логический элемент «И» 24 производит соответствующую логическую операцию «И» над поступающими на входы логическими сигналами. Логический элемент «ИЛИ» 23 производит соответствующую логическую операцию «ИЛИ» над группой поступающих на входы логических сигналов.The logical element "NOT" 19 performs the corresponding logical operation "NOT" on the input logical signal. The logical element “AND” 24 performs the corresponding logical operation “AND” on the logical signals arriving at the inputs. The logical element "OR" 23 performs the corresponding logical operation "OR" on a group of logical signals received at the inputs.
Органы выдержки времени (OBB1-ОВВ3) 20, 21, 22 обеспечивают набор выдержек времени для отстройки от действия основных защит или резервных защит защищаемых присоединений.Time delay bodies (OBB 1 -OVB 3 ) 20, 21, 22 provide a set of time delays for detuning from the action of the main protection or backup protection of protected connections.
Выходной орган (ВО) 25 производит выходное воздействие устройства на внешнюю аппаратуру.The output organ (VO) 25 produces the output effect of the device on external equipment.
В нормальном режиме работы сети описанное устройство находится в следующем состоянии. Выходные сигналы датчиков тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6 определяются величиной нагрузочных токов линии, выходные сигналы датчиков напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3 близки к номинальным значениям и соответственно близко к номинальному значению напряжение на выходе фильтра напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10. Выходной сигнал фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12 также определяется величиной токов нагрузки. Выходные сигналы фильтров тока обратной последовательности (ФТОП) 13, напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11 и тока нулевой последовательности (ФТНП) 14 близки к нулю и определяются только токами и напряжением небаланса. Выходные сигналы схем сравнения фаз (ССФ1-ССФ3) 7, 8, 9, а также схемы сравнения фаз (ССФ4) 15 определяются величиной аргументов нагрузочных токов. Пороговый элемент (ПЭ) 18 находится в несработанном состоянии и на его выходе присутствует логический сигнал 0. На выходе логического элемента «НЕ» 19 присутствует логический сигнал 1. Блок анализа режимов (БАР) 17 определяет область нахождения нагрузочного режима и на его выходе присутствует логический ноль. На выходе всех органов выдержки времени (OBB1-ОВВ3) 20, 21, 22, логических элементов «ИЛИ» 23, «И» 24 и выходного органа (ВО) 25 присутствуют логические сигналы 0.In normal network operation, the described device is in the following state. The output signals of the current sensors (DT 1 -DT 3 ) 4, 5, 6 are determined by the value of the load currents of the line, the output signals of the voltage sensors (DN 1 -DN 3 ) 1, 2, 3 are close to the nominal values and, accordingly, the voltage across the output of the direct sequence voltage filter (FNPP) 10. The output signal of the direct sequence current filter (FTP) 12 is also determined by the magnitude of the load currents. The output signals of the filters of the reverse sequence current (FCF) 13, the voltage of the negative sequence (FCF) 11 and the zero sequence current (FCF) 14 are close to zero and are determined only by currents and unbalance voltages. The output signals of the phase comparison circuits (SSF 1 -SSF 3 ) 7, 8, 9, as well as the phase comparison circuits (SSF 4 ) 15 are determined by the magnitude of the arguments of the load currents. The threshold element (PE) 18 is in an unworked state and a logic signal 0 is present at its output. Logical signal 1 is present at the output of the logic element “NOT” 19. The mode analysis block (BAR) 17 determines the location of the load mode and a logical signal is present at its output zero. At the output of all time delay bodies (OBB 1 -OVB 3 ) 20, 21, 22, logical elements “OR” 23, “AND” 24 and output organ (BO) 25 there are logical signals 0.
При двухфазном коротком замыкании (КЗ) на стороне низшего напряжения одного из трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Δ, подключенного на ответвлении ВЛ, устройство работает следующим образом. При металлическом КЗ угол между векторами токов поврежденных фаз прямой и обратной последовательности составляет 60° в месте КЗ и для неповрежденной фазы 180°. Из-за различного сдвига составляющих токов прямой I 1 и обратной последовательности I 2, обусловленного группой соединения обмоток трансформатора "звезда-треугольник", появляется дополнительный фазовый сдвиг между токами I 1 и I 2 всех фаз, что фиксируется схемами сравнения фаз (ССФ4, ССФ5) 15, 16 и блоком анализа режимов (БАР) 17. По уровню токов I 1 и I 2 блок анализа режимов (БАР) 17 определяет на стороне низшего напряжения какого трансформатора произошло короткое замыкание и подает логический сигнал 1 на вход соответствующего органа выдержки времени (OBB1) 20, (ОВВ2) 21 или (ОВВ3) 22, обеспечивающего выдержку времени действия предлагаемого устройства, отстроенную от действия защит данного трансформатора. После набора необходимой выдержки времени на выходе органа выдержки времени (OBB1) 20, (ОВВ2) 21 или (ОВВ3) 22 появляется логический сигнал 1. На выходе логического элемента «ИЛИ» 23 так же появляется логический сигнал 1. Пороговый элемент (ПЭ) 18 находится в не сработанном состоянии и на его выходе присутствует логический сигнал 0. На выходе логического элемента «НЕ» 19 присутствует логический сигнал 1. В результате на входы логического элемента «И» 24 приходят два логических сигнала 1 и на его выходе так же появляется логический сигал 1, подаваемый на вход выходного органа (ВО) 25. Устройство срабатывает.When a two-phase short circuit (short circuit) on the low voltage side of one of the transformers with the connection circuit of the Y / Δ windings connected to the OHL branch, the device operates as follows. For metallic short-circuit, the angle between the current vectors of damaged phases of the forward and reverse sequence is 60 ° at the short-circuit point and 180 ° for the intact phase. Due to the different shift of the component currents of the direct I 1 and the reverse sequence I 2 due to the connection group of the windings of the star-delta transformer, an additional phase shift appears between the currents I 1 and I 2 of all phases, which is fixed by phase comparison circuits (SSF 4 , SSF 5 ) 15, 16 and the mode analysis unit (BAR) 17. According to the current level I 1 and I 2, the mode analysis unit (BAR) 17 determines on the low voltage side of which transformer a short circuit has occurred and supplies a logic signal 1 to the input of the corresponding shutter time nor (OBB 1 ) 20, (OVV 2 ) 21, or (OVV 3 ) 22, which provides an exposure time of the proposed device, detuned from the protection of this transformer. After you set the necessary time delay at the output of the time delay body (OBB 1 ) 20, (SEC 2 ) 21 or (SEC 3 ) 22, logical signal 1 appears. At the output of the logical element “OR” 23 logic signal 1 also appears. Threshold element ( PE) 18 is in a non-triggered state and there is a logical signal 0 at its output. At the output of the logical element "NOT" 19 there is a logical signal 1. As a result, two logical signals 1 arrive at the inputs of the logical element "AND" 24 and so on its output but logical signal 1 appears, applied to input organ output (IN) 25. The device is triggered.
При двухфазном металлическом КЗ на стороне низшего напряжения одного из трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Y, подключенного на ответвлении ВЛ, блоком анализа режима (БАР) 17 фиксируется повышенный уровень тока I 2, повышенное положительное значение угла между напряжением и током прямой последовательности, а так же повышенное отрицательное значение угла между напряжением и током обратной последовательности. По уровню токов I 1 и I 2 блок анализа режимов (БАР) 17 определяет на стороне низкого напряжения какого трансформатора произошло короткое замыкание и в дальнейшем действие устройства аналогично его работе в режиме двухфазного КЗ за одним из трансформаторов, подключенном на ответвлении ВЛ, на стороне соединенной в треугольник.With a two-phase metal short circuit on the low voltage side of one of the transformers with the connection circuit of the Y / Y windings connected to the VL branch, the mode analysis unit (BAR) 17 fixes an increased current level I 2 , an increased positive value of the angle between voltage and direct sequence current, and also increased negative value of the angle between voltage and current of the negative sequence. Based on the level of currents I 1 and I 2, the mode analysis unit (BAR) 17 determines on the low voltage side of which transformer a short circuit occurs and in the future the device acts similarly to its operation in two-phase short-circuit mode behind one of the transformers connected on the overhead line branch, on the side connected into the triangle.
При трехфазных КЗ на стороне низшего напряжения одного из трансформаторов с любой схемой соединения обмоток, подключенного на ответвлении ВЛ, блоком анализа режима (БАР) 17 фиксируется повышенное значение тока I1, повышенное положительное значение углов между напряжениями Ua, Ub, Uc, U1 и токами Ia, Ib, Ic, I1 соответственно. По уровню тока I 1 определяет на стороне низкого напряжения какого трансформатора произошло короткое замыкание и в дальнейшем действие устройства аналогично его работе в режимах двухфазного КЗ за одним из трансформаторов, подключенном на ответвлении ВЛ.When three-phase short circuit on the low voltage side of one of the transformers with any connection circuit of the windings connected to the OHL branch, the mode analysis unit (BAR) 17 records an increased current value I 1 , an increased positive value of the angles between the voltages U a , U b , U c , U 1 and currents I a , I b , I c , I 1, respectively. According to the current level I 1 determines on the low voltage side of which transformer a short circuit occurred and in the future the device acts similarly to its operation in two-phase short-circuit modes behind one of the transformers connected to the OHL branch.
При возникновении «сетевых» замыканий (одновременного обрыва одной из фаз ответвительного участка линии и замыкания на землю оборванной фазы со стороны ответвительной подстанции) блоком анализа режимов (БАР) 17 фиксируется повышенный уровень тока нулевой последовательности, превышающий максимально возможный уровень тока нулевой последовательности в рабочих режимах. Блок анализа режимов (БАР) 17 подает логический сигнал 1 на вход органа выдержки времени с соответствующей поврежденному ответвлению выдержкой времени (OBB1) 20, (ОВВ2) 21 или (ОВВ3) 22. В дальнейшем действие устройства аналогично его работе в режимах КЗ за одним из трансформаторов, подключенном на ответвлении ВЛ.In the event of “network” faults (simultaneous breakdown of one of the phases of the branch section of the line and shorting to the ground of the disconnected phase from the side of the branch substation), the mode analysis block (BAR) 17 fixes an increased level of the zero sequence current, exceeding the maximum possible level of the zero sequence current in operating modes . The mode analysis unit (BAR) 17 supplies a logic signal 1 to the input of the time delay body with the corresponding damaged branch time delay (OBB 1 ) 20, (SIA 2 ) 21 or (SIA 3 ) 22. In the future, the operation of the device is similar to its operation in short-circuit modes for one of the transformers connected to the VL branch.
При двухфазных или трехфазных КЗ на линии блок анализа режима выявляет значительный уровень тока I1, превышающий его максимальный уровень при КЗ на стороне низшего напряжения наиболее мощного из трансформаторов, подключенных на ответвлениях ВЛ. На всех выходах блока анализа режимов (БАР) 17 остается логический сигнал 0. Устройство не срабатывает.When two-phase or three-phase faults on the line, the mode analysis unit detects a significant level of current I 1 , exceeding its maximum level on faults on the low voltage side of the most powerful of the transformers connected to the OHL branches. A logic signal 0 remains at all outputs of the mode analysis block (BAR) 17. The device does not work.
При однофазном КЗ, что возможно только на ВЛ, происходит срабатывание порогового элемента (ПЭ) 18. На выходе логического элемента «НЕ» 19 появляется логический сигнал 0, который подается на вход логического элемента И 24. Таким образом даже при условии выдачи БАР логического сигнала 1 по одному из своих каналов и срабатывании одного из органов выдержки времени (OBB1) 20, (ОВВ2) 21 или (ОВВ3) 22 на выходе логического элемента «И» 24 будет присутствовать логический сигнал 0 и устройство не сработает.In case of a single-phase short circuit, which is possible only on overhead lines, a threshold element (PE) 18 is triggered. At the output of the logical element “NOT” 19 a logical signal 0 appears, which is fed to the input of the
Таким образом, использование в заявляемом устройстве контроля модулей и аргументов трех фаз, многофазных схем сравнения фазовых соотношений токов прямой и обратной последовательностей и их аварийных составляющих (приращений), тока нулевой последовательности позволяет повысить степень распознаваемости аварийных режимов на фоне нагрузочных режимов, выявлять «сетевые» замыкания, а использование нескольких выдержек времени позволяет повысить селективность и быстродействие защит при коротких замыканиях за трансформаторами ответвительных подстанций и наличии нескольких ответвлений на линии электропередач.Thus, the use of the claimed device for monitoring modules and arguments of three phases, multiphase circuits for comparing the phase relationships of the currents of the forward and reverse sequences and their emergency components (increments), the zero-sequence current can improve the recognition of emergency conditions against the background of load conditions, to identify "network" short circuits, and the use of several time delays allows to increase the selectivity and speed of protection during short circuits behind branch transformers substations and the presence of several branches on the power line.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013109812/07U RU131246U1 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | ADAPTIVE RESERVE DEVICE FOR TRANSFORMERS OF RESPONSE SUBSTATIONS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013109812/07U RU131246U1 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | ADAPTIVE RESERVE DEVICE FOR TRANSFORMERS OF RESPONSE SUBSTATIONS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU131246U1 true RU131246U1 (en) | 2013-08-10 |
Family
ID=49160112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013109812/07U RU131246U1 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | ADAPTIVE RESERVE DEVICE FOR TRANSFORMERS OF RESPONSE SUBSTATIONS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU131246U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU174043U1 (en) * | 2017-05-24 | 2017-09-27 | Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани | THE IMPROVED BODY FOR FAR RESERVATION OF RELAY PROTECTIONS AND SWITCHING EQUIPMENT OF SUBSTATIONS CONNECTED TO DEPARTURES FROM A TWO-WAY CLOSER-RESOURCED CUSTOMER SERVICE |
-
2013
- 2013-03-05 RU RU2013109812/07U patent/RU131246U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU174043U1 (en) * | 2017-05-24 | 2017-09-27 | Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани | THE IMPROVED BODY FOR FAR RESERVATION OF RELAY PROTECTIONS AND SWITCHING EQUIPMENT OF SUBSTATIONS CONNECTED TO DEPARTURES FROM A TWO-WAY CLOSER-RESOURCED CUSTOMER SERVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Farhadi et al. | Protection of multi-terminal and distributed DC systems: Design challenges and techniques | |
US11056874B2 (en) | Fault detection and protection during steady state using traveling waves | |
Li et al. | Traveling wave-based protection scheme for inverter-dominated microgrid using mathematical morphology | |
US8749933B2 (en) | Fault protection of HVDC transmission lines | |
US9007735B2 (en) | Fault detection, isolation, location and reconnection systems and methods | |
CN104297627B (en) | For controlling and protecting the method and system of direct current subsea power system | |
EP2587654B1 (en) | Power conversion apparatus | |
Torres-Olguin et al. | Inverse time overcurrent protection scheme for fault location in multi-terminal HVDC | |
US10522995B2 (en) | Overcurrent element in time domain | |
CN110635463B (en) | Micro-grid comprehensive protection method based on improved search protection and differential protection | |
Singh et al. | Intelligent techniques for fault diagnosis in transmission lines—An overview | |
CN109444659B (en) | Annular direct-current power distribution network fault detection method based on voltage prediction | |
WO2016074198A1 (en) | Dc grid current differential protection method and system thereof | |
BR112018074873B1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETECTING FAULTS IN TRANSMISSION AND DISTRIBUTION SYSTEMS | |
CN103954879A (en) | Method for differentiating fault properties of same-rod double-circuit line with paralleling reactor | |
Liu et al. | Protection of microgrids with high amounts of renewables: Challenges and solutions | |
Meghwani et al. | An on-line fault location technique for DC microgrid using transient measurements | |
CN103983899A (en) | Power distribution network permanent fault identification method based on injected signal | |
RU162402U1 (en) | DEVICE OF ADAPTIVE RESERVE PROTECTION OF TRANSFORMERS ON BRANCHES OF THE AIRLINE | |
RU131246U1 (en) | ADAPTIVE RESERVE DEVICE FOR TRANSFORMERS OF RESPONSE SUBSTATIONS | |
CN105262070A (en) | Ship AC power distribution network selectivity protection method based on multi-Agent system | |
RU165412U1 (en) | DEVICE OF ADAPTIVE MULTI-PARAMETER RESERVE PROTECTION OF TRANSFORMERS OF RESPONSE SUBSTATIONS OF THE AIR LINE | |
Rao et al. | Unit Protection of DC microgrid based on the Teager energy | |
Qi et al. | DC distribution protection—Analysis, solutions, and example implementations | |
Satpathi et al. | Comparison of current-only directional protection in AC and DC power systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD9K | Change of name of utility model owner |