RU198895U1 - Цифровое устройство защиты с централизованным резервированием для электрической подстанции - Google Patents
Цифровое устройство защиты с централизованным резервированием для электрической подстанции Download PDFInfo
- Publication number
- RU198895U1 RU198895U1 RU2019127100U RU2019127100U RU198895U1 RU 198895 U1 RU198895 U1 RU 198895U1 RU 2019127100 U RU2019127100 U RU 2019127100U RU 2019127100 U RU2019127100 U RU 2019127100U RU 198895 U1 RU198895 U1 RU 198895U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substation
- power unit
- connections
- digital bus
- transmitting
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к средствам релейной защиты.Целью предложенной полезной модели является повышение достоверности и селективности работы устройства защиты за счет косвенных измерений и централизованного резервирования.Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем датчики тока присоединений силового узла подстанции, датчик напряжения силового узла подстанции, цифровую шину передачи сигналов датчиков, выключатели присоединений силового узла подстанции, цифровую шину передачи сигналов управления выключателями, выходы датчиков тока присоединений силового узла подстанции и датчика напряжения силового узла подстанции присоединены к цифровой шине передачи сигналов датчиков, выключатели своими входами подключены к цифровой шине передачи сигналов управления выключателями, дополнительно введен блок управления присоединениями силового узла подстанции, первый порт которого предназначен для соединения с подстанционной цифровой шиной передачи данных, цифровая шина передачи сигналов датчиков присоединена к блоку управления присоединениями силового узла подстанции через его второй порт, цифровая шина передачи сигналов управления выключателями присоединена к блоку управления присоединениями силового узла подстанции через его третий порт.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к средствам релейной защиты.
В электротехнике широко известно автономное устройство защиты, устанавливаемое на присоединениях силовых узлов электрических подстанций [1]. Оно содержит датчики тока защищаемого присоединения, блок управления выключателем защищаемого присоединения, индивидуальный блок защиты, входы которого подключены к выходам датчиков тока защищаемого присоединения, а выход индивидуального блока защиты подключен к входу блока управления выключателем защищаемого присоединения. Автономный блок защиты устанавливается на каждом присоединении всех силовых узлов электрической подстанции. Силовым узлом подстанции, например, является секция шин низкого или высокого напряжения, к которой подключены отходящие и питающие линии. Причем, сумма токов всех присоединений силового узла подстанции (с учетом направления и фазового сдвига) равна нулю. Каждое автономное устройство защиты контролирует с помощью датчиков токи только соответствующего (своего) присоединения, и, в случае превышения контролируемым током порогового уровня, отключает соответствующее (свое) присоединение силового узла электрической подстанции, воздействуя на соответствующий блок управления выключателем.
Недостатком известного автономного устройства защиты является то, что достоверность выявления повреждения низка, поскольку оно контролирует токи (сигналы) только одного (своего) присоединения, на котором оно установлено и не использует информацию о токах других присоединений.
Наиболее близким по технической сущности решением является централизованное устройство, выполняющее функции защиты и использующее при этом токи группы силовых присоединений электрической подстанции [2].
В этом централизованном устройстве защиты датчики тока силовых присоединений и входы управления выключателей силовых присоединений подключены к общему (центральному) блоку, реализующему алгоритмы релейной защиты (выявления поврежденных присоединений и отделения их от исправной части подстанции). В связи с этим, имеется возможность в алгоритмах релейной защиты использовать токи других (соседних) присоединений, использовать больше исходной информации. Благодаря этому централизованное устройство-прототип [2] обеспечивает более высокую степень достоверности и селективности выявления повреждений по сравнению с автономным устройством-аналогом [1].
Недостатком известного решения является низкая в целом надежность устройства-прототипа, так как в нем имеются элементы, выход из строя которых приводит к потере основной функции защиты. В частности, при выходе из строя датчика тока присоединения или канала связи датчика с общим (центральным) устройством, повреждение на этом присоединении останется незамеченным, что может привести к развитию аварийной ситуации.
Целью предложенной полезной модели является повышение достоверности и селективности работы устройства защиты за счет централизованного резервирования и косвенных измерений.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем датчики тока присоединений силового узла подстанции, датчик напряжения силового узла подстанции, цифровую шину передачи сигналов датчиков, выключатели присоединений силового узла подстанции, цифровую шину передачи сигналов управления выключателями, выходы датчиков тока присоединений силового узла подстанции и датчика напряжения силового узла подстанции присоединены к цифровой шине передачи сигналов датчиков, выключатели своими входами подключены к цифровой шине передачи сигналов управления выключателями, дополнительно введен блок управления присоединениями силового узла подстанции, первый порт которого предназначен для соединения с подстанционной цифровой шиной передачи данных, цифровая шина передачи сигналов датчиков присоединена к блоку управления присоединениями силового узла подстанции через его второй порт, цифровая шина передачи сигналов управления выключателями присоединена к блоку управления присоединениями силового узла подстанции через его третий порт.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием новых блоков: блок управления присоединениями силового узла подстанции, и связями этого блока с остальными элементами устройства.
Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями показывает, что при введении новых элементов в заявляемое устройство повышается степень достоверности и селективности действия защиты. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
Это свойство проявляется следующим образом. При наличии исправных датчиков тока и выключателей на каждом присоединении силового узла подстанции в блоке управления присоединениями силового узла подстанции имеются токи всех присоединений. По первому закону Кирхгофа сумма токов (с учетом их направления, положительного или отрицательного знака в каждый момент времени) всех присоединений силового узла равна нулю [3]. Если датчик тока одного из присоединений, или его канал связи с блоком управления присоединениями силового узла подстанции выйдет из строя и информация о токе этого присоединения не будет поступать в блок управления присоединениями силового узла подстанции, то ток присоединения вычисляется в соответствии с первым законом Кирхгофа, как сумма токов других присоединений с обратным знаком. Имея полученную косвенным способом информацию о токе присоединения, датчик тока которого вышел из строя, блок управления присоединениями силового узла подстанции контролирует ток этого присоединения и напряжение в силовом узле подстанции, и выявляет возможные повреждения (например, короткие замыкания) на этом присоединении. Таким образом, сохраняются функции релейной защиты, причем сохраняются и параметры срабатывания защиты присоединения, что повышает степень достоверности и селективности действия защиты. Например, сохраняется ток срабатывания и время срабатывания для токовых защит, установленных на присоединениях.
На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового устройства защиты для электрической подстанции.
Цифровое устройство защиты с централизованным резервированием для электрической подстанции в соответствии со структурной схемой (фиг. 1) содержит: датчики 1 тока присоединений силового узла подстанции; датчик 2 напряжения силового узла подстанции; выключатели 3 присоединений силового узла подстанции; цифровую шину 4 передачи сигналов управления выключателями; цифровую шину 5 передачи сигналов датчиков; блок 6 управления присоединениями силового узла подстанции.
Выходы датчиков 1 тока присоединений силового узла подстанции и датчика 2 напряжения силового узла подстанции присоединены к цифровой шине 5 передачи сигналов датчиков, выключатели 3 своими входами подключены к цифровой шине 4 передачи сигналов управления выключателями.
Блоки 6 управления присоединениями силовых узлов подстанции через первые порты, предназначенные для соединения с подстанционной цифровой шиной передачи данных, связаны с верхним уровнем управления подстанцией.
Цифровая шина 5 передачи сигналов датчиков присоединена к блоку 6 управления присоединениями силового узла подстанции через второй порт, цифровая шина 4 передачи сигналов управления выключателями присоединена к блоку управления присоединениями силового узла подстанции через третий порт.
Элементы 1-6 и соответствующие связи образуют устройство 7 управления каждым силовым узлом подстанции. Например, секцией шин подстанции.
Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме сигналы от датчиков 1 тока присоединений силового узла подстанции и датчика 2 напряжения силового узла подстанции поступают через цифровую шину 5 передачи сигналов датчиков в блок 6 управления присоединениями силового узла подстанции. В качестве датчиков тока и напряжения могут использоваться любые измерительные элементы, осуществляющие, соответственно, измерение тока и напряжения, с цифровым выходом. Информация о токах присоединений, напряжении на силовом узле подстанции и состоянии выключателей из блока 6 по подстанционной шине передают на верхний уровень управления подстанцией.
В блоке 6 управления токи всех присоединений контролируются программами, осуществляющими релейную защиту по токовому или другому принципу. Дополнительно, для пуска токовых защит по признаку снижения напряжения на силовом узле подстанции (в токовых защитах с пуском по напряжению) контролируется напряжение. Например, в токовых отсечках и максимальных токовых защитах токи присоединений сравниваются с пороговыми значениями, и если ток присоединения превышает пороговое значение, то делается вывод о том, что присоединение повреждено, и это соответствующее присоединение отключается соответствующим выключателем 3 по команде блока 6 управления присоединениями силового узла подстанции. Команда на отключение передается по цифровой шине 4 передачи сигналов управления выключателями.
Централизованное резервирование защит в заявленном устройстве осуществляется следующим образом. Если в процессе нормальной работы силового узла подстанции сигнал о токе одного из присоединений не будет поступать в блок управления присоединениями силового узла подстанции, то ток этого присоединения вычисляется в соответствии с первым законом Кирхгофа, как сумма токов других присоединений с обратным знаком. Измеренный таким косвенным способом ток присоединения передается в программу, реализующую релейную защиту этого присоединения, и контролируется этой программой. В случае превышения током присоединения, измеренным косвенным способом, блок управления 6 (так же, как и при непосредственном измерении тока присоединения) формирует и передает по цифровой шине 4 команду соответствующему блоку 3 управления выключателем на отключение соответствующего поврежденного присоединения.
В известных системах релейной защиты, при потере информации о токе присоединения, повреждения на этом присоединении остаются незамеченными, что снижает достоверность и селективность действия релейной защиты и может вызвать развитие аварийной ситуации. Причем, резервирование защит присоединений осуществляется другой защитой, установленной на присоединении, по которому узел (секция шин) подстанции получает питание. При возникновении повреждения на присоединении, на котором отказала защита, резервная защита (установленная на питающем узел присоединении) отключает узел в целом (т.е. все присоединения и всех потребителей). Время срабатывания и ток срабатывания этой резервной защиты больше, чем время и ток срабатывания защиты, установленной на любом отходящем от узла присоединении.
Благодаря возможности измерять ток присоединения силового узла подстанции косвенным способом по токам других присоединений в блоке управления присоединениями силового узла подстанции достигается повышение степени достоверности и селективности действия защиты по сравнению с известными системами релейной защиты для подстанций. Кроме этого, реализуется централизованное резервирование защит присоединений без снижения быстродействия и увеличения количества отключаемых присоединений, что повышает надежность и техническое совершенство защит всех присоединений силового узла подстанции.
Источники информации:
1. Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. - М.: Энергия, 1976. - 560 с.
2. Автоматизированная система мониторинга, защиты и управления оборудованием электрической подстанции // Дорофеев И.Н., Иванов Д.В. RU №2468407, G05B 19/00, H02J 13/00. Опубликовано 27.11.2012, Бюл. №:33.
3. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. - М.: Энергия, 1969. - 424 с.
Claims (1)
- Цифровое устройство защиты с централизованным резервированием для электрической подстанции, содержащее датчики тока присоединений силового узла подстанции, датчик напряжения силового узла подстанции, цифровую шину передачи сигналов датчиков, выключатели присоединений силового узла подстанции, цифровую шину передачи сигналов управления выключателями, выходы датчиков тока присоединений силового узла подстанции и датчика напряжения силового узла подстанции присоединены к цифровой шине передачи сигналов датчиков, выключатели своими входами подключены к цифровой шине передачи сигналов управления выключателями, отличающееся тем, что дополнительно введен блок управления присоединениями силового узла подстанции, первый порт которого предназначен для соединения с подстанционной цифровой шиной передачи данных, цифровая шина передачи сигналов датчиков присоединена к блоку управления присоединениями силового узла подстанции через его второй порт, цифровая шина передачи сигналов управления выключателями присоединена к блоку управления присоединениями силового узла подстанции через его третий порт.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019127100U RU198895U1 (ru) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | Цифровое устройство защиты с централизованным резервированием для электрической подстанции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019127100U RU198895U1 (ru) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | Цифровое устройство защиты с централизованным резервированием для электрической подстанции |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU198895U1 true RU198895U1 (ru) | 2020-07-31 |
Family
ID=71950127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019127100U RU198895U1 (ru) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | Цифровое устройство защиты с централизованным резервированием для электрической подстанции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU198895U1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689752A (en) * | 1983-04-13 | 1987-08-25 | Niagara Mohawk Power Corporation | System and apparatus for monitoring and control of a bulk electric power delivery system |
| RU2468407C1 (ru) * | 2011-06-17 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория интеллектуальных сетей и систем" (ООО "ЛИСИС") | Автоматизированная система мониторинга, защиты и управления оборудованием электрической подстанции |
| RU2693937C1 (ru) * | 2018-12-24 | 2019-07-08 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Способ релейной защиты и управления электрической подстанции и устройство для его осуществления |
-
2019
- 2019-08-27 RU RU2019127100U patent/RU198895U1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689752A (en) * | 1983-04-13 | 1987-08-25 | Niagara Mohawk Power Corporation | System and apparatus for monitoring and control of a bulk electric power delivery system |
| RU2468407C1 (ru) * | 2011-06-17 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория интеллектуальных сетей и систем" (ООО "ЛИСИС") | Автоматизированная система мониторинга, защиты и управления оборудованием электрической подстанции |
| RU2693937C1 (ru) * | 2018-12-24 | 2019-07-08 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Способ релейной защиты и управления электрической подстанции и устройство для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11355957B2 (en) | Isolated parallel UPS system with choke bypass switch | |
| US9413164B2 (en) | Protection system for electrical power distribution system using directional current detection and logic within protective relays | |
| CN102667515B (zh) | 蓄电池控制装置架构 | |
| CN111373622A (zh) | 嵌套微电网控制系统 | |
| US9941739B2 (en) | Process bus associated protective control system, merging unit, and calculation device | |
| CN103872660B (zh) | 基于电力网络闭环模式运行的网络式保护方法 | |
| CN103872662B (zh) | 基于闭环模式运行的混合组网的网络式保护方法 | |
| AU2017371146A1 (en) | Microgrid system, and method for managing malfunction | |
| CN107677930B (zh) | 一种ups直流母线熔断器状态检测方法及装置 | |
| RU198895U1 (ru) | Цифровое устройство защиты с централизованным резервированием для электрической подстанции | |
| Chase et al. | Protection and testing considerations for IEC 61850 sampled values-based distance and line current differential schemes | |
| CN103872661B (zh) | 基于电力网络开环模式运行的网络式保护方法 | |
| CN114094546B (zh) | 直流供配电系统及其保护方法与装置 | |
| RU2693937C1 (ru) | Способ релейной защиты и управления электрической подстанции и устройство для его осуществления | |
| RU194011U1 (ru) | Цифровое устройство защиты для электрической подстанции | |
| CN115764789A (zh) | 一种保护配电装置双余度控制系统 | |
| KR20130086834A (ko) | 다기능 단말장치의 상호 통신을 이용한 배전계통의 자동고장 처리 시스템 및 방법 | |
| CN115036593A (zh) | 电池管理系统、电池系统单元以及电池系统 | |
| JP5044328B2 (ja) | ネットワーク送電保護装置 | |
| EP4339625A1 (en) | Improvements in or relating to sensors for use in hvdc power transmission networks | |
| JPS59203967A (ja) | 非接地系配電線路の断線検出方式 | |
| Atienza et al. | Improving breaker failure clearing times | |
| CN117791590A (zh) | 一种配电网线路不停电自愈方法、装置及结构 | |
| CN117613832A (zh) | 一种船舶直流环网系统及其母联开关选择性短路保护方法 | |
| CN112698195A (zh) | 一种gd包装机gd-q2跳闸故障快速分析方法 |