RU1772862C - Device to protect instrument voltage transformer from damage at ferroresonance processes in insulated neutral network - Google Patents

Device to protect instrument voltage transformer from damage at ferroresonance processes in insulated neutral network

Info

Publication number
RU1772862C
RU1772862C SU904810916A SU4810916A RU1772862C RU 1772862 C RU1772862 C RU 1772862C SU 904810916 A SU904810916 A SU 904810916A SU 4810916 A SU4810916 A SU 4810916A RU 1772862 C RU1772862 C RU 1772862C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
relay
resistor
current
voltage
secondary winding
Prior art date
Application number
SU904810916A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Адольф Иванович Назаров
Борис Серафимович Третьяк
Original Assignee
Запорожский Завод Высоковольтной Аппаратуры Производственного Объединения "Запорожстрансформатор"
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 Запорожский Завод Высоковольтной Аппаратуры Производственного Объединения "Запорожстрансформатор" filed Critical Запорожский Завод Высоковольтной Аппаратуры Производственного Объединения "Запорожстрансформатор"
Priority to SU904810916A priority Critical patent/RU1772862C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1772862C publication Critical patent/RU1772862C/en

Links

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : введением дополнительных измерительных органов, контролирующих как основную, так и гармонические составл ющие тока в заземленной нейтрали первичной обмотки и напр жени  на первой вторичной обмотке защищаемого трансформатора, соединенной в разомкнутый треугольник, а также двухполупериод- ного выпр мител , входы которого через однофазный коммутационный аппарат подключены к первой вторичной обмотке, а выходы - к вновь введенному конденсатору, и трехфазной регулируемой резисторной нагрузки , через трехфазный аппарат подключаемой ко второй вторичной обмотке, соединенной в звезду, обеспечиваетс  повышение эффективности функционировани  защиты. 1 ил. сл сThe essence of the invention: the introduction of additional measuring bodies that control both the primary and harmonic components of the current in the grounded neutral of the primary winding and voltage on the first secondary winding of the protected transformer connected to an open triangle, as well as a half-wave rectifier, the inputs of which are through a single-phase the switching device is connected to the first secondary winding, and the outputs to the newly introduced capacitor, and a three-phase adjustable resistor load, through three-phase A second apparatus connected to a second secondary winding connected to a star provides an increase in the efficiency of the protection. 1 ill. next to

Description

Изобретение относитс  к высоковольтным электрическим сет м, в частности к рас- пределительным электрическим сет м 6-35 кВ, работающим с изолированной нейтралью , и предназначено дл  автоматической защиты от токовых перегрузок трансформаторов напр жени  при дуговых замыкани х на землю и феррорезонансных процессах.The invention relates to high voltage electric networks, in particular to 6-35 kV distribution electric networks operating with insulated neutral, and is intended for automatic protection against current overloads of voltage transformers during arc short circuits to ground and ferroresonant processes.

Известно защитное устройство, суть ко торого заключаетс  в том. что перва  вторична  обмотка трансформатора напр жени , соединенна  в разомкнутый треугольник, замыкаетс  на активное сопротивление 1. Однако минимальна  величина посто нно включенного активного сопротивлени  с точки зрени  термического воздействи  токов величиной 4А на изол цию обмотки не может быть ниже 25 Ом, а это техническое требование не обеспечивает необходимой эффективности гашени  феррорезонансного процесса, а следовательно не способствует снижению повреждаемости трансформаторов напр жени  с последующим повреждением изол ции другого электротехнического оборудовани , особенно обмоток статоров электродвигателей .A protective device is known, the essence of which is. that the first secondary winding of the voltage transformer, connected in an open triangle, is closed to active resistance 1. However, the minimum value of the constant active resistance from the point of view of the thermal effect of currents of 4A on the insulation of the winding cannot be lower than 25 Ohms, and this is a technical requirement does not provide the necessary efficiency of quenching the ferroresonance process, and therefore does not contribute to reducing the damage to voltage transformers with subsequent damage and Insulation of other electrical equipment, especially windings of stators of electric motors.

Более того, при отсутствии компенсации емкостных токов, имеющих малые значени  в сет х указанного напр жени  вследствие несимметрии емкостей между отдельными фазами и землей, а также нелинейности сопротивлени  холостого хода трансформаторов напр жени  возможна частична  компенсаци  указанных емкостей (не на всех трех фазах) индуктивностью трансформаторов напр жени . При разных сочетани х индуктивных и емкостных сопротивлений по фазам происходит смещение нейтрали, которое может сопровождатьс  значительным возрастанием фазных напр жений. Это может вызвать одновременные повреждени  изол ции в нескольких местах.Moreover, in the absence of compensation of capacitive currents having small values in the networks of the indicated voltage due to the asymmetry of the capacitance between the individual phases and the ground, as well as the nonlinearity of the no-load resistance of the voltage transformers, it is possible to partially compensate these capacitors (not on all three phases) with the transformer inductance for example With various combinations of inductive and capacitive resistances in phase, a neutral bias occurs, which can be accompanied by a significant increase in phase voltages. This can cause simultaneous damage to the insulation in several places.

Следует иметь в виду, что в системе с малыми емкостными токами возможно также возникновение низкочастотных (субгармонических колебаний в контуре, состо щем из емкости фазы по отношению к земле и индуктивности трансформатора напр жени . Такие субгармонические колебани  не сопровождаютс  значительным повышением напр жени , но опасным дл  трансформатора напр жени , так как при этом в его первичных обмотках могут протекать большие токи.It should be borne in mind that in a system with low capacitive currents, low-frequency (subharmonic oscillations in the circuit consisting of phase capacitance with respect to the ground and voltage transformer inductance) may also occur. Such subharmonic oscillations are not accompanied by a significant increase in voltage, but dangerous for voltage transformer, as high currents can flow in its primary windings.

Дл  предотвращени  субгармонических колебаний директивными документами Минэнерго СССР рекомендуетс  предусматривать в цепи 31/о трансформа- тора напр жени  в схемах блоков генератор-трансформатор и синхронный компенсатор-трансформатор второй резистор сопротивлением 25 Ом на ток 4А, автоматически шунтирующий первый посто нно включенный резистор 2 Однако эффективности указанные технические рекомендации не дали, так как смещени  нейтрали, феррорезонансные процессы, колебательные  влени  и перенапр жени  перемежающихс  дуг замыканий на землю продолжают достигать опасных по величине напр жений и токов.In order to prevent subharmonic fluctuations by directives of the USSR Ministry of Energy, it is recommended that the voltage transformer circuit 31 / o in the block diagrams include a generator-transformer and a synchronous compensator-transformer second resistor with a resistance of 25 Ohms per current 4A, automatically shunting the first permanently connected resistor 2 However, the efficiency these technical recommendations did not give, since neutral displacements, ferroresonant processes, oscillatory phenomena and overvoltage of alternating arcs of the closure to the ground continue to reach dangerous voltages and currents.

Более того, рекомендации по закорачиванию схемы разомкнутого треугольника первой и вторичной обмотки трансформатора напр жени  резистором величиной сопротивлени  в пределах 25-100 Ом в старой редакции правил технической эксплуатации (ПТЭ) в новой редакции 3 отсутствуют. В пункте 5.11.13 просто упом нуто, что с сет х и на присоединени х 6-35 кВ в случае необходимости должны быть прин ты меры к предотвращению феррорезонансных процессов , в том числе самопроизвольных смещений нейтрали.Moreover, recommendations on shorting the open-circuit diagram of the first and secondary windings of the voltage transformer with a resistor with a resistance value of 25-100 Ohms are not available in the old version of the Technical Maintenance Rules (PTE) in the new version 3. In clause 5.11.13, it is simply mentioned that with networks and at 6-35 kV connections, if necessary, measures should be taken to prevent ferroresonance processes, including spontaneous neutral displacements.

Известно устройство дл  защиты трансформатора напр жени  контрол  изол ции от повреждений при феррорезонансных процессах, содержащее цепь из последовательно включенных нелинейного реактора и резистора, параллельно которому включен исполнительный орган, могущий подключить резистор параллельно ранее существующему 4. Это устройство обладает всеми вышеуказанными недостатками предшествующих устройств, дополнительно к которым прибавились следующие основные недостатки: потер на возможностьA device for protecting a voltage transformer for controlling insulation against damage during ferroresonance processes, comprising a circuit of a series-connected non-linear reactor and a resistor, in parallel with which an actuator is connected, which can connect a resistor in parallel to the previously existing 4. This device has all of the above disadvantages of the previous devices, in addition to which the following main disadvantages were added: lost on opportunity

фиксировать наличие тока феррорезо- нансного процесса в глухозаземленной нейтрали высоковольтных обмоток трансформатора напр жени ; усложнилась схемаto fix the presence of the current of the ferroresonance process in the dead earthed neutral of the high voltage windings of the voltage transformer; complicated scheme

подключени  дополнительного резистора между выводами разомкнутого треугольника первой вторичной обмотки по причине сложности обеспечени  требуемых параметров нелинейного реактора в процессеconnecting an additional resistor between the terminals of the open triangle of the first secondary winding due to the difficulty of providing the required parameters of a nonlinear reactor in the process

эксплуатации с учетом аварийных режимов в сет х; снизилась и без того недостаточна  эффективность ограничени  феррорезонансных процессов только по фактору наличи  напр жени  нулевой последовательности 3U0 между выводами треугольника первой вторичной обмотки.operation taking into account emergency modes in networks; the efficiency of limiting ferroresonance processes only by the factor of the presence of the voltage of the zero sequence 3U0 between the terminals of the triangle of the first secondary winding decreased.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому решению  вл етс  устройство дл  защиты трансформатора напр жени  контрол  изол ции от повреждени  при феррорезонансных процессах в сети с изолированной нейтралью 5, прин тое нами за прототип и содержащее, в отличие от предыдущего устройства, блокThe closest in technical essence and the achieved solution is a device for protecting the voltage transformer for monitoring the insulation from damage during ferroresonance processes in a network with isolated neutral 5, which we adopted as a prototype and containing, unlike the previous device, a unit

преобразовани  синусоидального напр жени  в напр жение пр моугольной формы, входы которого имеют клеммы дл  подключени  к первой вторичной обмотке трансформатора напр жени , соединенной вconverting a sinusoidal voltage to a rectangular voltage, the inputs of which have terminals for connecting to the first secondary winding of the voltage transformer connected to

разомкнутый треугольник, а к выходам подключена упом нута  цепь из последовательно соединенных нелинейного реактора и резистора.an open triangle, and the outputs are connected to the mentioned circuit from a series-connected non-linear reactor and resistor.

В предложенном устройстве хот  и незначительно , но возросла эффективность ограничени  феррорезонансных процессов благодар  некоторому увеличению сопротивлени  нулевой последовательности в первичных обмотках трансформатора напр жени  с глухозаземленной нейтралью .In the proposed device, although slightly, the efficiency of limiting ferroresonance processes has increased due to a slight increase in the resistance of the zero sequence in the primary windings of the voltage transformer with a grounded neutral.

Основными недостатками устройства  вл ютс : отсутствие должной эффективности ограничени  феррорезонанса резисто5 рами в разомкнутом треугольнике вторичной обмотки; снижение и без того низкой эффективности резисторов при малых токах замыкани  на землю; невозможность ограничени  перенапр жений приThe main disadvantages of the device are: the lack of proper efficiency of limiting ferroresonance by resistors in the open triangle of the secondary winding; reduction of the already low efficiency of resistors at low short circuit currents to earth; the impossibility of limiting surge

0 перемежающихс  дугах однофазных замыканий на землю; веро тность возникновени  смещений нейтрали со значительным увеличением фазных перенапр жений и возникновением низкочастотных (субгар5 монических) колебаний в контуре, привод щих к возрастанию токов в первичных обмотках трансформатора напр жени ; усложненность дополнительными элементами , а поэтому недостаточна  надежность0 alternating arcs of single-phase earth faults; the likelihood of neutral displacements with a significant increase in phase overvoltages and the appearance of low-frequency (subharmonic) oscillations in the circuit, leading to an increase in currents in the primary windings of the voltage transformer; complexity by additional elements, and therefore insufficient reliability

схемы автоматизации включени  резисторов в разомкнутый треугольник вторичной обмотки.automation circuits for incorporating resistors into an open triangle of a secondary winding.

Целью изобретени   вл етс  более эффективное ограничение феррорезонаисных процессов благодар  своевременному ограничению перенапр жений перемежающейс  дуги однофазного замыкани  на землю, исключающему возникновению смещений нейтрали и низкочастотных колебаний.The aim of the invention is to more effectively limit ferroresonation processes due to timely limitation of overvoltage of an alternating single-phase short circuit to ground, eliminating the occurrence of neutral displacements and low-frequency oscillations.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  защиты измерительного трансформатора напр жени  от повреждени  при феррорезонансных процессах в сети с изолированной нейтралью содержит: электромагнитный трансформатор напр жени , у которого первична  обмотка соединена в звезду с глухозаземленной нейтралью; перва  вторична  обмотка соединена по схеме разомкнутого треугольника , между выводами которой подсоединены параллельно два резистора, причем, первый резистор подсоединен наглухо, а второй резистор подсоединен через однофазный коммутационный аппарат, причем параллельно второму резистору подсоединен двухполупериодный выпр митель , выполненный по мостовой схеме, к выходам посто нного тока которого подсоединен конденсатор, и вывод первой вторичной обмотки со стороны непосредственного подсоединени  второго резистора заземлен, и втора  вторична  обмотка соединена в звезду с выведенным нулевым проводом; трехфазную регулируемую ре- зисторную нагрузку, выполненную в виде регулируемых резисторов в фазах, соединенных по схеме звезды с нулевым проводом и подсоединенных к фазным выводам второй вторичной обмотки через трехфазный коммутационный аппарат, отключенный в нормальном режиме, причем нейтрали резисториой нагрузки и второй вторичной обмотки соединены непосредственно и заземлены; первую цепь управлени , содержащую трансформатор тока, первична  обмотка которого подсоединена в нейтраль первичной обмотки трансформатора напр жени , а ко вторичным цеп м которого подсоединены последовательно токовый частотный фильтр, пороговый элемент , первое промежуточное реле и блок включени  однофазного коммутационного аппарата между выводами первой вторичной обмотки, причем параллельно частотному фильтру и пороговому элементу подсоединено реле тока; вторую цепь управлени , содержащую частотный фильтр- реле напр жени  между выводами первой вторичной обмот ки, к которому подсоедине-  ы последовательно первое реле времени,The object is achieved in that the device for protecting the measuring voltage transformer from damage during ferroresonance processes in an insulated neutral network comprises: an electromagnetic voltage transformer in which the primary winding is connected to a star with a grounded neutral; the first secondary winding is connected according to an open triangle circuit, between the terminals of which two resistors are connected in parallel, and the first resistor is connected tightly, and the second resistor is connected through a single-phase switching device, and a half-wave rectifier, made according to the bridge circuit, is connected in parallel to the second resistor current of which the capacitor is connected, and the output of the first secondary winding from the side of the direct connection of the second resistor is grounded, and W ra secondary winding connected in a star from the derived neutral conductor; three-phase adjustable resistor load, made in the form of adjustable resistors in phases, connected according to the star circuit with a neutral wire and connected to the phase terminals of the second secondary winding through a three-phase switching device, disconnected in normal mode, and the neutrals of the resistor load and the second secondary winding are directly connected and grounded; a first control circuit comprising a current transformer, the primary winding of which is connected to the neutral of the primary winding of the voltage transformer, and to the secondary circuits of which are connected a current frequency filter, a threshold element, a first intermediate relay and a single-phase switching device switching unit between the terminals of the first secondary winding, moreover, in parallel with the frequency filter and the threshold element, a current relay is connected; a second control circuit comprising a frequency voltage filter-relay between the terminals of the first secondary winding, to which the first time relay is connected in series,

второе промежуточное реле и блок включени  трехфазного коммутационного аппарата между выводами второй вторичной обмотки, причем параллельно частотному 5 фильтру-реле напр жени  подсоединено реле напр жени , а между выводом реле тока первой цепи управлени  и вводом-вто- рого промежуточного реле второй цепи управлени  подсоединено второе реле 10 времени.the second intermediate relay and the switching unit of the three-phase switching device between the terminals of the second secondary winding, and a voltage relay is connected in parallel with the frequency 5 filter-voltage relay, and a second second relay of the second control circuit is connected between the output of the current relay of the first control circuit and the input of the second intermediate relay of the second control circuit time relay 10.

По сравнению с прототипом существенными отличительными признаками  вл ютс : использование тока феррорезонансного процесса ф в нейтрали первичных обмоток 15 и напр жени  нулевой последовательности 3Uo в разомкнутом треугольнике первой вторичной обмотки трансформатора напр жени  соответственно; применение токового и напр женческого частотных фильтров, 0 обеспечивающих регистрацию возникновени  высокочастотных составл ющих токов в нейтрали первичных и напр жени  в разомкнутом треугольнике первой вторичной обмоток трансформатора напр жени ; 5 использование трехфазной резисторной нагрузки , подключаемой к выводам второй вторичной обмотки трансформатора напр жени ; применение двухполупериодного выпр мител , подсоединенного параллель- 0 но второму резистору непосредственно, к выводам посто нного тока которого подсоединен конденсатор; наличие двух цепей управлени , обеспечивающих подключение указанных нагрузок к выводам первой и вто- 5 рой вторичных обмоток трансформатора напр жени .Compared with the prototype, significant distinguishing features are: the use of the current of the ferroresonance process φ in the neutral of the primary windings 15 and the zero sequence voltage 3Uo in the open triangle of the first secondary winding of the voltage transformer, respectively; the use of current and voltage frequency filters, 0 providing registration of the occurrence of high-frequency component currents in the neutral primary and voltage in the open triangle of the first secondary winding of the voltage transformer; 5 use of a three-phase resistor load connected to the terminals of the second secondary winding of the voltage transformer; application of a half-wave rectifier connected directly parallel to the second resistor, to the DC terminals of which a capacitor is connected; the presence of two control circuits, providing the connection of these loads to the terminals of the first and second secondary windings of the voltage transformer.

Вс  за вл ема  совокупность основных отличительных признаков соответствует критерию новизна.The whole set of the main distinguishing features meets the criterion of novelty.

0 Комплексное взаимодействие между низкочастотными и высокочастотными составл ющими токов и напр жений в обмотках трансформатора напр жени  при перемежающихс  дугах, феррорезонанс- 5 ных, резонансных и колебательных процессах на функциональные и взаимосв занные подключени   агоузок в его вторичных обмотках благодар  комбинированному функционированию цепей управлени  0 обеспечивают соответствие предложенного технического решени  критерию положительный эффект.0 The complex interaction between the low-frequency and high-frequency components of currents and voltages in the voltage transformer windings with alternating arcs, ferroresonance 5, resonant and oscillatory processes on the functional and interconnected connections of the auxiliary circuits in its secondary windings due to the combined functioning of the control circuits 0 ensure compliance the proposed technical solution to the criterion of a positive effect.

По отличительным существенным признакам был проведен поиск известных ре- 5 шений в науке и технике. Известных решений не найдено. Следовательно, за вленное решение соответствует критерию существенные отличи  .On the basis of distinctive essential features, a search for known solutions in science and technology was carried out. No known solutions found. Therefore, the proposed solution meets the criterion of significant differences.

На чертеже представлена электрическа  схема предлагаемого устройп ваThe drawing shows an electrical diagram of the proposed device

Первична  обмотка 1 трансформатора напр жени  соединена по схеме звезды с выведенной нейтралью 2, имеющей глухое заземление 3 через первичную обмотку трансформатора тока 4 и подсоединена непосредственно с питающей секции 5,The primary winding 1 of the voltage transformer is connected according to the star circuit with the output neutral 2 having a dead earth 3 through the primary winding of the current transformer 4 and is connected directly to the supply section 5,

Его низковольтна  обмотка 6 соединена по схеме звезды с выведенным нулевым проводом 7, к линейным выводам которой через нормально отключенный трехфазный коммутационный аппарат 8 подсоединена трехфазна  резисторна  нагрузка с регулируемыми резисторами 9 в фазах, соединенна  по схеме звезды с выведенной нейтралью 10, имеющей заземление 11, причем между нейтрал ми второй вторичной обмотки и трехфазной нагрузкой имеетс  непосредственна  эчектрическа  св зь 12.Its low-voltage winding 6 is connected in a star circuit with an output neutral wire 7, to the linear terminals of which, through a normally disconnected three-phase switching device 8, a three-phase resistor load with adjustable resistors 9 in phases is connected, connected according to the star circuit with an output neutral 10 having ground 11, and there is a direct electrical connection between the neutrals of the second secondary winding and the three-phase load 12.

Его перва  вторична  обмотка 13 соединена по схеме разомкнутого треугольника, между выводами которой подсоединены непосредственно и параллельно между собой первый резистор 14 и электрическа  цепь, состо ща  из последовательно соединенных однофазного коммутационного аппарата 15 и второго резистора 16, причем параллельно второму резистору подсоединен двухполупериодный выпр митель 17, к выводам выпр мленного тока которого подсоединен конденсатор 18, причем вывод первой вторичной обмотки со стороны непосредственного подсоединени  обоих резисторов имеет заземление 19,Its first secondary winding 13 is connected according to an open triangle circuit, between the terminals of which are connected directly and parallel to each other the first resistor 14 and an electric circuit consisting of series-connected single-phase switching device 15 and the second resistor 16, and a half-wave rectifier 17 is connected in parallel with the second resistor , to the terminals of the rectified current of which a capacitor 18 is connected, and the output of the first secondary winding from the side of the direct connection is wallpaper x resistors have a grounding 19,

Ко вторичным цеп м трансформатора тока подключена перва  цепь управлени , содержаща  последовательно соединенные токовый частотный фильтр 20, пороговый элемент 21, первое промежуточное реле 2 и блок включени  23, однофазного коммутационного аппарата между выводами первой вторичной обмотки, причем параллельно частотному фильтру и пороговому элементу подсоединено в цепь управлени  реле тока 24.A secondary control circuit is connected to the secondary circuits of the current transformer, comprising a series-connected current frequency filter 20, a threshold element 21, a first intermediate relay 2 and an on-block 23, of a single-phase switching device between the terminals of the first secondary winding, and connected in parallel to the frequency filter and the threshold element current relay control circuit 24.

Втора  цепь управлени  содержит частотный фильтр-реле напр жени  25 между выводами первой вторичной обмогкм, к которому подсоединены последовательно первое реле времени, 26, второе промежуточное реле 27 и блок включени  28 трехфазного коммутационного аппарата лежду выводами первой вторичной обмотки и трехфазной резисторной нагрузки, причем параллельно частотному фильтру-реле напр жени  подсоединено в цепь управлени  реле напр жени  29, а между выводом реле тока 24 первой цепи и вводом второго промежуточного реле 27 второй цепи управлени  подсоединено второе реле времени 30.The second control circuit contains a frequency filter voltage relay 25 between the terminals of the first secondary link, to which the first time relay, 26, the second intermediate relay 27 and the switching unit 28 of the three-phase switching device are connected in series with the terminals of the first secondary winding and the three-phase resistor load, and in parallel the voltage filter-relay voltage is connected to the control circuit of the voltage relay 29, and between the output of the current relay 24 of the first circuit and the input of the second intermediate relay 27 of the second control circuit a second time relay 30 is connected.

В нормальном режиме работы электрических сетей однофазный коммутационныйIn normal operation of electrical networks, single-phase switching

аппарат 15отключен,токферрорезонаисно- ю процесса 1ф в нейтрали 2 первичной обмотки 1 трансформатора напр жени , подсоединенного к питающей секции 5, отсутствует , а следовательно, тока во вторич0 ных цеп х трансформатора тока 4 нет и перва  цепь управлени , содержаща  токовый частотный фильтр 20, пороговый элемент 21, реле тока 24, первое промежуточное реле 22 и блок включени  23, неthe apparatus 15 is switched off, the current-carrying process 1ph in neutral 2 of the primary winding 1 of the voltage transformer connected to the supply section 5 is absent, and therefore, there is no current in the secondary circuits of the current transformer 4 and the first control circuit containing the current frequency filter 20, threshold element 21, current relay 24, first intermediate relay 22 and switch-on unit 23, not

5 функционируют. Отключен и коммутационный аппарат 8 в св зи с тем, что между выводами разомкнутого треугольника первой вторичной обмотки 13 отсутствует напр жение - 3Uo, а следовательно и втора 5 are functioning. The switching device 8 is also disconnected due to the fact that between the terminals of the open triangle of the first secondary winding 13 there is no voltage - 3Uo, and therefore the second

0 цепь управлени , содержаща  частотный фильтр-реле напр жени  25, реле напр жени  29, первое реле времени 26, второе промежуточное реле 27 и блок включени  28, не функционируют тоже.0, the control circuit comprising the frequency filter of the voltage relay 25, the voltage relay 29, the first time relay 26, the second intermediate relay 27 and the switching unit 28 do not function either.

5 Однако глухое заземление 3 нейтрали 2 первичной обмотки 1, совместное заземление 11 нулевого провода 7 второй вторичной обмотки 6 через непосредственную электрическую св зь 12 и выведенной нейтрали5 However, non-earthing 3 neutrals 2 of the primary winding 1, joint grounding 11 of the neutral wire 7 of the second secondary winding 6 through direct electrical connection 12 and the output neutral

0 10 трехфазной резисторной нагрузки с регулируемыми резисторами 9, а также непос- редственное заземление 19 вывода первой вторичной обмотки 13 со стороны непосредственного подсоединени  обоих0 10 three-phase resistor load with adjustable resistors 9, as well as direct grounding 19 of the output of the first secondary winding 13 from the direct connection of both

5 резисторов 14 и 16 уже обеспечивают превышение эффективности посто нно подсоединенного первого резистора 14 в части определенного замедлени  развити  перенапр жений перемежающейс  дуги и фер0 рорезонансных процессов в начальный момент их возникновени , до начала функционировани  всех элементов защитного устройства.The 5 resistors 14 and 16 already provide an excess of the efficiency of the permanently connected first resistor 14 in terms of a certain slowdown in the development of overvoltages of the intermittent arc and ferroresonant processes at the initial moment of their occurrence, before the functioning of all elements of the protective device.

Более того, непосредственное включе5 ние первичной обмотки трансформатора гока 4 в цепь между нейтралью 2 и заземлением 3 первичной обмотки 1, а также непос- редственное подсоединение между выводами первой вторичной обмотки 13Moreover, the direct connection of the primary winding of the transformer 4 to the circuit between neutral 2 and ground 3 of the primary winding 1, as well as the direct connection between the terminals of the first secondary winding 13

0 частотного фильтра-реле напр жени  25 и реле напр жени  29 обеспечивают эффективную работу защитною устройства буквально в начальный момент времени при повреждении фазной изол ции электрообо5 рудозани  в сет х.0 frequency filter-relay voltage 25 and voltage relay 29 ensure the effective operation of the protective device literally at the initial time in case of damage to the phase insulation of electrical equipment in networks.

При возникновении перенапр жений перемежающейс  дуги однофазных замыканий на землю возрастает магнитный поток в магнитопроаодах трансформаторов на- пр жени , а следовательно уже в начальнойIn the event of an overvoltage of an alternating arc of single-phase earth faults, the magnetic flux increases in the magneto-wires of the voltage transformers, and therefore already in the initial

стадии увеличени  магнитного потока по вл етс , хот  и незначительный по величине, ток начального периода развити  ферроре- зонансного процесса - ф при колебани х и переходных процессах в первичной обмотке трансформатора гока 4, привод щий в действие первую цепь управлени . Токовый частотный фильтр 20 срабатывает в результате того, что при феррорезонаисе в первичных обмотках 1, а следовательно и по электрической св зи между нейтралью 2 и глухим заземлением 3 через первичную обмотку трансформатора тока 4 протекает и ток седьмой гармоники, вы вленный экспериментальным путем, величина которого по сравнению с током нормального режима возрастает с 0,7 до 30% от результирующей величины тока. Поэтому весьма успешно срабатывает пороговый элемент 21, привод щий к срабатыванию первого промежуточного реле 22 И блока включени  23, обеспечивающего включение коммутационного аппарата 15, подключающего между выводами первой вторичной обмотки 13 цепь состо щую из параллельно соединенных второго резистора 16 и двухполупери- одного выпр мител  17 с подсоединенным к его выводам выпр мленного тока конденсатора 18. Еще необходимо дополнить, что при возникновении феррорезонанса с субгармоническими колебани ми пор дка 25 или 50 Гц срабатывает обычное реле тока 24, шунтирующее токовый частотный фильтр 20 и пороговый элемент 21, чем обеспечиваетс  вышеуказанна  работа первой цепи управлени .The stage of increasing the magnetic flux appears, although insignificant in magnitude, in the current of the initial period of development of the ferroresonance process - φ during oscillations and transients in the primary winding of transformer 4, which drives the first control circuit. The current frequency filter 20 is triggered as a result of the fact that during ferroresonis in the primary windings 1 and, therefore, through the electrical connection between neutral 2 and a solid ground 3 through the primary winding of current transformer 4, the seventh harmonic current, experimentally detected, whose value Compared with the normal mode current, it increases from 0.7 to 30% of the resulting current value. Therefore, the threshold element 21 is very successfully triggered, which triggers the first intermediate relay 22 And the switching unit 23, which enables the switching device 15 to connect between the terminals of the first secondary winding 13 a circuit consisting of a second resistor 16 connected in parallel and a half-wave rectifier 17 with the rectified capacitor current connected to its terminals 18. It is also necessary to add that when ferroresonance with subharmonic oscillations occurs, on the order of 25 or 50 Hz a conventional current relay 24, bypasses the current frequency filter 20 and the threshold element 21, which ensures the above operation of the first control circuit.

В начальный момент времени сопротивление - Хс конденсатора 18 практически равно нулю, чем обеспечиваетс  весьма эффективное и безопасное кратковременное шунтирование первого резистора 14, привод щее к срыву колебательного и переходного процессов, предшествующих начальной стадии развити  феррорезонансного процесса . По мере зар дки конденсатора 18 его сопротивление возрастает до величин, обеспечивающих фактически протекание большой величины тока через второй резистор 16, а следовательно обеспечиваетс  протекание результирующего тока между выоодами первой вторичной обмотки 13 по двум, параллельно подсоединенным, резисторам 14 и 16 непосредственно в земле через заземление 19, что дает возможность исключить повторное возникновение колебательных и переходных процессов в обмотках 1 трансформатора напр жени , а следовательно и между фазами питающей секции 5 и землей. Наличие заземлени  19 в этот момент способствуетAt the initial moment of time, the resistance Xc of the capacitor 18 is practically zero, which ensures a very effective and safe short-term shunting of the first resistor 14, which leads to the failure of the oscillatory and transient processes preceding the initial stage of development of the ferroresonance process. As the capacitor 18 is charged, its resistance increases to values that ensure the large current to flow through the second resistor 16, and therefore the resulting current flows between the outputs of the first secondary winding 13 through two parallel-connected resistors 14 and 16 directly to the ground through ground 19, which makes it possible to exclude the re-occurrence of oscillatory and transient processes in the windings 1 of the voltage transformer, and therefore between the phases of the supply sec AI 5 and earth. The presence of grounding 19 at this moment contributes to

повышению эффективности стабилизации электромагнитных процессов, предшествующих феррорезонансным процессам. При уменьшении величины тока 1ф ниже уровн  5 срабатывани  порогового элемента 21 схема защитного устройства возвращаетс  в исходное состо ние.improving the stabilization of electromagnetic processes preceding ferroresonance processes. When the current 1ph decreases below the level 5 of the actuation of the threshold element 21, the circuit of the protective device returns to its original state.

Однако при недостаточной эффективности работы первой цепи управлени  защит- 10 ного устройства и сохранении возникшего напр жени  нулевой последовательности - 3Uo между выводами первой вторичной обмотки 13, зашунтированными параллельно подсоединенными резисторами 14 и 16, 15 срабатывает частотный фильтр-реле напр жени  25, привод щий к срабатыванию первого реле времени 26, второго промежуточного реле 27 и блока включени  28 трехфазного коммутационного аппаратаHowever, with the insufficient efficiency of the first control circuit of the protective device 10 and maintaining the zero-sequence voltage of 3Uo between the terminals of the first secondary winding 13, shunted in parallel by connected resistors 14 and 16, 15, a frequency voltage filter relay 25 is triggered, leading to the operation of the first time relay 26, the second intermediate relay 27 and the block 28 28 three-phase switching device

0 8, подсоедин ющего к фазным выводам второй вторичной обмотки 6 резисторную нагрузку с регулируемыми резисторами 9 в фазах, соединенных в звезду с выведенной нейтралью 10, котора  заземлена с по5 мощью заземлени  11. Нулевой провод 7 соединен непосредственное нейтралью 10 при помощи электрической св зи 12.0 8, connecting to the phase terminals of the second secondary winding 6 a resistor load with adjustable resistors 9 in phases connected to the star with the output neutral 10, which is grounded with 5 grounding 11. The neutral wire 7 is connected directly to neutral 10 via electrical connection 12 .

Эффективное срабатывание частотного фильтра-реле напр жени  25 обеспечивает0 с  тем, что в напр жении 3U0 преобладает треть  гармоника, котора  в нормальном режиме работы электрических сетей составл ет не более 0,7 процента, а в режимах переходного процесса и начальной стадииThe effective operation of the frequency filter of the voltage relay 25 ensures0 that a third harmonic prevails in voltage 3U0, which in normal operation of electric networks is not more than 0.7 percent, and in transient and initial stages

5 развити  феррорезонанса не менее 28 процентов от результирующей величины напр жени , что гоже вы влено экспериментальным путем. Относительно наличи  первого реле времени 26 необходимо отме0 тить то, что оно введено во вторую цепь управлени  в св зи с необходимостью отстройки от времени отключени  токов короткого замыкани , возникающих в местах всей электрически св занной сети. Под5 ключением к фазам второй вторичной обмотки 6 регулируемых резисторов 9 обеспечиваетс  эффективное шунтирование тока намагничивани  - в магнитопро- воде трансформатора напр жени , а5 the development of ferroresonance of at least 28 percent of the resulting voltage value, which is more experimentally determined. Regarding the presence of the first time relay 26, it is necessary to note that it has been introduced into the second control circuit due to the need to tune the short-circuit currents arising in places of the entire electrically connected network from the time of disconnection. By connecting to the phases of the second secondary winding 6 of adjustable resistors 9, an effective shunting of the magnetization current is ensured - in the magnetic core of the voltage transformer, and

0 следовательно снижение магнитного потока , в крайнем случае стабилизации его величины , исключающих, как минимум, развитие феррорезонансного процесса до уровн  опасных величин токов и перенапр 5 жений, а то и обеспечивающих его полное гашение в начальной стадии развити .0 consequently, a decrease in the magnetic flux, in the extreme case of stabilization of its magnitude, excluding, at a minimum, the development of the ferroresonance process to the level of dangerous values of currents and overvoltages of 5 voltages, or even ensuring its complete quenching at the initial stage of development.

Более того, совместна  электрическа  св зь 12 между нейтралью 10 и нулевым проводом 7, а также их заземление через заземлитель 11 стабилизирует весьма эффективно шунтировку тока намагничивани  - IjW.Moreover, the joint electrical connection 12 between the neutral 10 and the neutral wire 7, as well as their grounding through the ground electrode 11 stabilizes the magnetization current shunting IjW very efficiently.

При возникновении аварийных процессов с преобладающим наличием в напр жении - 3Uo субгармонических составл ющих частотой 25 или 50 Гц срабатывает реле напр жени  29 с последующей работой вышеуказанных элементов второй цепи управлени .In the event of emergency processes with the prevailing presence of 3Uo voltage subharmonic components with a frequency of 25 or 50 Hz, voltage relay 29 is activated, followed by the operation of the above elements of the second control circuit.

В заключение описани  эффективности работы защитного устройства необходимо отметить случаи развити  аварийных режимов в циклично-каскадной последовательности по причине комбинированного воздействи  перенапр жений перемежающейс  дуги замыкани  на землю, резонансного и феррорезонансного процессов с наложением на них как низкочастотных, так и высокочастотных колебаний, привод щих к смещению нейтрали сети и так называемому  влению опрокидывани  фаз с возникновением , в конечном результате, весьма опасных дл  изол ции всего электротехнического оборудовани  не только фазных, но и линейных перенапр жений.In conclusion of the description of the protective device operation efficiency, it is necessary to note the cases of emergency conditions developing in a cyclic-cascade sequence due to the combined effect of overvoltages of the alternating arc of the fault on the ground, resonant and ferroresonant processes with superposition of both low-frequency and high-frequency oscillations leading to bias neutral network and the so-called phenomenon of phase reversal with the emergence, in the end, very dangerous for the isolation of all electrical technical equipment of not only phase, but also linear overvoltages.

Однако наличие второго реле времени 30, подсоединенного между выводами реле тока 24 первой цепи и вводом второго промежуточного реле 27 второй цепи управлени , и незначительно отстроенной в сторону увеличени  его временной установки по сравнению с установкой первого реле времени 26 обеспечивает включение коммутационного аппарата 8 через второе промежуточное реле 27 и блок включени  28. чем гаситс  сложный переходной процесс в самой начальной стадии развити , а это. в свою очередь, полностью исключает наличие колебательных процессов на питающей секции 5 после отключени  повредившегос  участка сети, привод щих в насто щее врем  во многих случа х к повреждени м изол ции в  чейках КРУ и их возгорани м, привод щим к большим экономическим убыткам.However, the presence of a second time relay 30, connected between the terminals of the current relay 24 of the first circuit and the input of the second intermediate relay 27 of the second control circuit, and slightly detuned in the direction of increasing its temporary installation compared to the installation of the first time relay 26, enables the switching device 8 through the second intermediate the relay 27 and the switching unit 28. what is the damping of the complex transient in the very initial stage of development, and this. in turn, it completely eliminates the presence of oscillatory processes on the supply section 5 after shutting down the damaged network section, which currently leads in many cases to insulation damage in the switchgear cells and their ignition, resulting in large economic losses.

Таким образом, применение предложенного устройства полностью обеспечивает возможность своевременного вы влени  и гашени  феррорезонансных процессов практически в начальной стадии его развити  на основании функционального взаимодействи  между элементами, воздействующими на своевременное и эффективное гашение феррорезонансных токов и внутренних перенапр жений.Thus, the use of the proposed device fully provides the possibility of timely detection and quenching of ferroresonance processes almost at the initial stage of its development based on the functional interaction between elements affecting the timely and efficient quenching of ferroresonant currents and internal overvoltages.

Минимальный экономический эффект применительно к энергосистемам средних мощностей составл ет 120-220 тыс ч рублей в год на один миллион кВт установленной мощности.The minimum economic effect in relation to medium power systems is 120-220 thousand rubles per year per one million kW of installed capacity.

Благодар  предложенному защитному устройству практически полностью обеспечиваетс  безаварийна  работа измерительных трансформаторов, разр дников,Thanks to the proposed protective device, the trouble-free operation of measuring transformers, discharges, is almost completely ensured.

коммутационных аппаратов и надежное срабатывание устройств релейной защиты. Отсюда дополнительный экономический эффект от снижени  аварийности в сет х и повышени  надежности их работы трудноswitching devices and reliable operation of relay protection devices. Hence, the additional economic effect of reducing the accident rate in networks and increasing the reliability of their operation is difficult

0 переоценить, а минимальна  сумма дл  энергосистем с учетом сельской электрификации составл ет 350-380 тыс ч рублей в год.0 to overestimate, and the minimum amount for power systems taking into account rural electrification is 350-380 thousand rubles per year.

В св зи с подробно изложенным и тех5 нически обоснованным описанием, на основании по сн ющей схемы и приведенных источниках информации видно, что предложенное устройство представл ет собой техническое решение новых задач, осущест0 вленное неизвестными ранее сочетани ми средств и пут ми.In connection with the detailed and technically justified description, based on the explanatory diagram and the cited information sources, it can be seen that the proposed device is a technical solution to new problems, realized by previously unknown combinations of means and ways.

Claims (1)

Формула изобретени  отображает техническое решение указанного перечн  новых задач, которые в прототипе и анало5 rax  вл ютс  недостатками. Более того, в признаках отличительной части формулы выражена совершенно нова , по сравнению с прототипом, причинно-следственна  св зь.The claims reflect the technical solution of this list of new problems, which are disadvantages in the prototype and analogous 5 rax. Moreover, in the features of the distinctive part of the formula, a completely new, in comparison with the prototype, causal relationship is expressed. 00 Формула изобретени  Устройство дл  за щиты измерительного трансформатора напр жени  от повреждени  при феррорезонансных процессах вSUMMARY OF THE INVENTION A device for protecting a voltage measuring transformer from damage during ferroresonant processes in 5 сети с изолированной нейтралью, содержащее первый резистор с выводами дл  подключени  к первой вторичной обмотке защищаемого трансформатора, соединенной в разомкнутый треугольник, и цепь из5 network with an insulated neutral containing the first resistor with leads for connection to the first secondary winding of the protected transformer connected in an open triangle, and a circuit of 0 последовательно соединенных второго резистора и однофазного коммутационного аппарата, подключенную параллельно первому резистору, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности0 series-connected second resistor and a single-phase switching device, connected in parallel with the first resistor, characterized in that, in order to increase efficiency 5 функционировани , в него дополнительно введены двухполупериодный выпр митель, входы которого подключены параллельно второму резистору, точка соединени  которого с первым резистором имеет вывод дл 5 operation, a half-wave rectifier is additionally introduced into it, the inputs of which are connected in parallel with the second resistor, the connection point of which with the first resistor has an output for 0 подключени  к контуру аземлени , конденсатор , подключенный к выходам двухполу- периодного выпр мител , трехфазный коммутационный аппарат, первые выводы которого предназначены дл  подключени 0 connection to the ground circuit, a capacitor connected to the outputs of a two-half-wave rectifier, a three-phase switching device, the first conclusions of which are designed to connect 5 к выводам второй вторичной обмотки защищаемого трансформатора, соединенной в звезду, вторые выводы подключены к трехфазной регулируемой резисторной нагрузке , соединенной в звезду, нейтраль которой имеет вывод дл  подключени  к5 to the terminals of the second secondary winding of the protected transformer connected to the star, the second terminals are connected to a three-phase adjustable resistor load connected to the star, the neutral of which has a terminal for connection to нейтрали второй вторичной обмотки защищаемого трансформатора и к контуру зазем- лени , перва  цепь управлени , включающа  трансформатор тока, первична  обмотка которого предназначен дл  включени  в заземленную нейтраль первичной обмотки защищаемого трансформатора, и последовательно включенные в цепь вторичной обмотки трансформатора тока токовый частотный фильтр, пороговый элемент, первое промежуточное реле и блок включени  однофазного коммутационного з аппарата , при этом параллельно токовому частотному фильтру и пороговому элементуneutral of the second secondary winding of the protected transformer and to the ground loop, the first control circuit including the current transformer, the primary winding of which is designed to include the primary winding of the protected transformer in the grounded neutral and the current frequency filter, a threshold element, connected in series to the secondary winding of the current transformer , the first intermediate relay and the unit for switching on the single-phase switching device, while parallel to the current frequency filter and the threshold ele entu включено реле тока, втора  цепь управлени , содержаща  частотный фильтр-реле напр жени , подключенный параллельно первому резистору, и последовательно подсоединенные к выходу указанного фильтр- реле первое реле времени, второе промежуточное реле и блок включени  трехфазного коммутационного аппарата, при этом параллельно частотному фильтру-реле напр жени  подключено реле напр жени , выход которого соединен с входом первого реле времени, между выходом реле тока и входом второго промежуточного реле включено второе реле времени.a current relay is included, a second control circuit comprising a frequency voltage filter-relay connected in parallel with the first resistor, and a first time relay, a second intermediate relay and a three-phase switching device switching unit, in parallel with the frequency filter a voltage relay is connected a voltage relay whose output is connected to the input of the first time relay, a second time relay is connected between the output of the current relay and the input of the second intermediate relay. ±41± 41 о #about #
SU904810916A 1990-04-04 1990-04-04 Device to protect instrument voltage transformer from damage at ferroresonance processes in insulated neutral network RU1772862C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904810916A RU1772862C (en) 1990-04-04 1990-04-04 Device to protect instrument voltage transformer from damage at ferroresonance processes in insulated neutral network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904810916A RU1772862C (en) 1990-04-04 1990-04-04 Device to protect instrument voltage transformer from damage at ferroresonance processes in insulated neutral network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1772862C true RU1772862C (en) 1992-10-30

Family

ID=21506495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904810916A RU1772862C (en) 1990-04-04 1990-04-04 Device to protect instrument voltage transformer from damage at ferroresonance processes in insulated neutral network

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1772862C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 1453510, кл. Н 02 Н 7/04, 1989. 2. Андреев В.А. Релейна защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжени . М, Высша школа, 1985, с. 160. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tugay The resonance overvoltages in EHV network
CA2949019C (en) Protective device for protecting a transformer against geomagnetically induced currents
Atmuri et al. Neutral reactors on shunt compensated EHV lines
Paul et al. Power distribution system equipment overvoltage protection
RU1772862C (en) Device to protect instrument voltage transformer from damage at ferroresonance processes in insulated neutral network
RU2284083C2 (en) Device for compensation of one-phased capacity closing currents and for limiting internal overvoltages in high-voltage networks
Liew Nuisance trippings of residual current circuit breakers or ground fault protectors of power sources connected to computer and electronic loads
Tian et al. Shunt capacitor bank protection in UHV pilot project
Hoerauf et al. Avoiding potential transformer ferroresonant problems in industrial power systems
RU2284082C2 (en) Protective device for electrical equipment of high-voltage substations and power transmission lines
RU2014706C1 (en) Device for limiting of parameters of electromagnetic processes under emergency operation
RU2284084C2 (en) Device for limiting parameters of electromagnetic processes in high-voltage networks
RU1778857C (en) Device for limiting ferroresontant and resonant processes
Thallam et al. Design studies for the Mead-Phoenix 500 kV AC transmission project
SU907654A1 (en) Device for limiting overvoltages and short-circuiting currents at high-voltage substation
RU2016458C1 (en) Gear for termination of ferro-resonance processes in networks with insulated neutral
RU2176429C1 (en) Method of differential protection of bus bars of lowest level of voltage in electric installation and gear for its realization
Axente et al. Protection of DVR against short circuit faults at the load side
JP3276123B2 (en) Motor control system
McNabb et al. Transient Design Studies for the Transmantaro Series-Compensated Transmission System
JP4078217B2 (en) Power system protection device
RU1836774C (en) Internal surge and ferroresonance process limiting arrangement for systems with compensated capacitive fault-to earth current
Pangaribuan et al. ENHANCE PROTECTION GROUNDING FAILURE 17 MH SIPANSIHAPORAS HYDROELECTRIC POWER PLANT BASED ON NEW DESIGN NEUTRAL GROUNDING
Dhaliwal et al. Operating experiences of the Nelson River HVDC system
SU855815A1 (en) Device for limiting short-circuiting current and overvoltage at high-voltage substation