RU2015595C1 - Device for differential current protection of bus-bars - Google Patents
Device for differential current protection of bus-bars Download PDFInfo
- Publication number
- RU2015595C1 RU2015595C1 SU4946887A RU2015595C1 RU 2015595 C1 RU2015595 C1 RU 2015595C1 SU 4946887 A SU4946887 A SU 4946887A RU 2015595 C1 RU2015595 C1 RU 2015595C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- relay
- differential
- current transformers
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к средствам релейной защиты элементов электрических систем, и предназначено для использования на электрических станциях и подстанциях для отключения электрических повреждений шин, особенно напряжением 6-10 кВ. The invention relates to electrical engineering, and in particular to means of relay protection of elements of electrical systems, and is intended for use in power plants and substations to disable electrical damage to tires, especially with a voltage of 6-10 kV.
Известна схема дифференциальной защиты шин [1], содержащая трансформаторы тока (ТТ) в фазах всех присоединений шин, вторичные обмотки которых соединены параллельно и нагружены токовым реле, включенным на сумму токов ТТ присоединений. Исполнительный контакт токового реле коммутирует промежуточное реле, через контакты которого производится подача напряжения на катушки отключения выключателей питающих присоединений. A known scheme for differential protection of buses [1], containing current transformers (CT) in the phases of all bus connections, the secondary windings of which are connected in parallel and loaded with a current relay, included in the sum of the currents of the CT connections. The executive contact of the current relay commutes an intermediate relay, through the contacts of which the voltage is supplied to the trip coils of the circuit breakers of the supply connections.
Данной схеме присущи недостатки: необходимость установки отдельных трансформаторов тока в цепи присоединений к защищаемым шинам для устройства дифференциальной защиты; невозможность выполнения такой схемы в электроустановках, оборудованных трансформаторами тока с различными коэффициентами трансформации; невозможность использования имеющихся трансформаторов тока, если их погрешность при внешних коротких замыканиях (КЗ) превышает 10%. This scheme has inherent disadvantages: the need to install separate current transformers in the circuit of connections to shielded buses for differential protection devices; the impossibility of such a scheme in electrical installations equipped with current transformers with different transformation ratios; the impossibility of using existing current transformers if their error with external short circuits (CI) exceeds 10%.
Известное устройство для дифференциальной защиты электроустановки [2] содержит трансформаторы тока, к вторичным обмоткам которых присоединены первичные обмотки промежуточных трансформаторов тока (ПТТ) с двумя вторичными обмотками, дифференциально-токовый орган, включенный в контур, образованный одной системой вторичных обмоток промежуточного трансформатора тока, и полупроводниковый ключ, выход которого подключен параллельно дифференциально-токовому органу, и снабжено блоками косвенного контроля магнитного состояния основных трансформаторов тока, входы которых присоединены к другим вторичным обмоткам промежуточных трансформаторов тока, выходы соединены с входами элемента ИЛИ, подключенного к полупроводниковому ключу. The known device for the differential protection of electrical installations [2] contains current transformers, to the secondary windings of which are connected the primary windings of intermediate current transformers (PTT) with two secondary windings, a differential-current organ included in the circuit formed by one system of secondary windings of the intermediate current transformer, and a semiconductor switch, the output of which is connected parallel to the differential-current organ, and is equipped with blocks for indirect control of the magnetic state of the main trans current shaper whose inputs are connected to the other secondary windings of the current transformers intermediate outputs connected to inputs of OR gate connected to the semiconductor switches.
Данному устройству присущи недостатки: необходимость установки отдельных трансформаторов тока в цепи присоединений к защищаемым шинам для устройства дифференциальной защиты; невозможность выполнения без изменений в первичных цепях в существующих электроустановках, имеющих ограниченное количество трансформаторов тока, используемых для других существующих защит; сложность схемотехнического решения, обусловленная использованием блоков контроля насыщения, не выпускаемых промышленностью, основанных на применении дифференцирующих цепей, чувствительных к коммутационным помехам, при которых возможна, кроме того, неселективная работа устройства: использование в схеме блоков, не имеющих промышленного выпуска, ограничивает область применения схемы; высокие уровни напряжений вторичных цепей ПТТ, при которых обеспечивается эффективное шунтирование полупроводниковым ключом (симитором) входной цепи реагирующего органа, что снижает срок службы изоляции вследствие ускоренного электрического старения, либо требует выполнения изоляции вторичных цепей ПТТ повышенного класса. This device has inherent disadvantages: the need to install separate current transformers in the connection circuit to the shielded buses for the differential protection device; the inability to perform without changes in the primary circuits in existing electrical installations having a limited number of current transformers used for other existing protections; the complexity of the circuitry solution due to the use of saturation control units not manufactured by the industry, based on the use of differentiating circuits that are sensitive to switching noise, in which, in addition, non-selective operation of the device is possible: the use of units that do not have an industrial output in the circuit limits the scope of the circuit ; high voltage levels of the secondary PTT circuits, at which the input circuit of the reacting organ is effectively shunted by a semiconductor key (simulator), which reduces the insulation service life due to accelerated electrical aging, or requires the insulation of secondary PTT circuits of an increased class.
Целью изобретения является расширение области применения повышения надежности и чувствительности. The aim of the invention is to expand the field of application of increasing reliability and sensitivity.
На фиг. 1 представлена структурная схема главных и токовых цепей дифференциальной защиты шин; на фиг. 2 - схема ее оперативных цепей; на фиг. 3 и 4 - принципиальные электрические схемы токовых цепей дифференциальной защиты соответственно для двухрелейного (или трехрелейного) и однорелейного исполнения. In FIG. 1 shows a block diagram of the main and current circuits of differential protection of tires; in FIG. 2 is a diagram of its operational circuits; in FIG. 3 and 4 are circuit diagrams of current differential protection current circuits for two-relay (or three-relay) and single-relay versions, respectively.
Устройство для дифференциальной токовой защиты содержит включенные в первичные цепи питающих присоединений 1-3 и отходящих от защищаемых шин присоединений 4-8 трансформаторы тока 9-16 релейной защиты, вторичные обмотки которых соединены с первичными обмотками промежуточных трансформаторов тока 17-24. К вторичным обмоткам всех ПТТ подключено дифференциальное токовое реле 25, а последовательно со вторичными обмотками ПТТ тех присоединений, ТТ которых при внешних КЗ не проходят по 10-процентной погрешности, - блокирующее реле 26. Замыкающий контакт 27 дифференциального реле соединен последовательно с размыкающим контактом 28 блокирующего реле 26 и дополнительным блоком 29, включающим указательные и промежуточные реле 30-34, обмотку 35. Замыкающие контакты 36-38 промежуточных реле включены в цепях катушек отключения выключателей 39-41 цепи питающих присоединений 1-3. The device for differential current protection contains included in the primary circuit of the supply connections 1-3 and outgoing from the protected bus connections 4-8 current transformers 9-16 relay protection, the secondary windings of which are connected to the primary windings of the intermediate current transformers 17-24. The
На чертеже указаны обмотки реле 42-49, токовых защит отходящих и питающих присоединений, реле 50 контроля вторичных цепей ТТ. The drawing shows the windings of the relay 42-49, current protection of the outgoing and supply connections,
Устройство для дифференциальной защиты шин работает следующим образом. A device for differential protection of tires works as follows.
В рабочем режиме токи любого из питающих присоединений 1-3, а также питаемых присоединений 4-8 преобразуются трансформаторами тока 9-16 присоединений, после чего проходят по первичным обмоткам промежуточных трансформаторов тока (ПТТ) 17-24, а также обмоткам токовых реле 42-49 устройств релейной защиты присоединений. In the operating mode, the currents of any of the supply connections 1-3, as well as the supplied connections 4-8 are converted by current transformers 9-16 connections, after which they pass through the primary windings of the intermediate current transformers (PTT) 17-24, as well as the windings of the current relays 42- 49 devices of relay protection of connections.
Вторичные токи ТТ всех присоединений преобразуются ПТТ так, чтобы коэффициенты трансформации первичных токов во вторичные цепи ПТТ были одинаковы для всех присоединений. Мгновенные значения токов ПТТ суммируются в их нагрузочной ветви - дифференциальном токовом электромеханическом (типа РТ-40) или полупроводниковом (например, на базе оптронов) или другом реле. The secondary currents of the CTs of all the connections are converted by the PTT so that the coefficients of transformation of the primary currents into the secondary circuits of the PTTs are the same for all the connections. The instantaneous values of the PTT currents are summed in their load branch - differential current electromechanical (type RT-40) or semiconductor (for example, based on optocouplers) or another relay.
Так как в нормальном режиме работы шин алгебраическая сумма мгновенных значений токов питающих и питаемых присоединений (условно положительные направления токов - к шинам) равна нулю, то ток дифференциального реле практически равен нулю (из-за погрешностей трансформации имеет место ток небаланса, меньший уставки срабатывания). Контакт 27 данного реле разомкнут, катушки промежуточных и указательных реле 30-35 обесточены, контакты 36-38 реле 31-35 также разомкнуты, в результате чего обесточены и катушки 39-41 отключения выключателей питающих присоединений. Since in the normal mode of operation of the buses, the algebraic sum of the instantaneous values of the currents of the supply and supply connections (conditionally positive directions of the currents to the buses) is equal to zero, the current of the differential relay is practically zero (due to transformation errors, there is an unbalance current lower than the operation threshold) . Contact 27 of this relay is open, the coils of the intermediate and indicator relays 30-35 are de-energized, contacts 36-38 of the relay 31-35 are also open, as a result of which the coils 39-41 of the disconnection of the power supply circuit breakers are de-energized.
Присоединения к шинам, ТТ которых при внешних коротких замыканиях работают с погрешностью, превышающей 10% (например, при реконструкциях первичных схем сети, приводящих к увеличению токов КЗ, и сохранении ранее установленных ТТ), или работают с допустимой погрешностью, требуя, однако, большой уставки, нагружены на вторичной стороне ПТТ, кроме дифференциального, блокирующим реле 26. Connections to buses whose CTs with an external short circuit operate with an error exceeding 10% (for example, during reconstructions of primary network circuits, leading to an increase in short-circuit currents and preservation of previously installed CTs), or operate with an allowable error, however, requiring a large the settings are loaded on the secondary side of the PTT, except for the differential,
В качестве таких присоединений на фиг. 1, 3, 4 показаны присоединения 6, 7. Ток срабатывания дополнительного блокировочного реле 32 выбирается из условия:
Iср.доп≅ , где Кн - коэффициент надежности;
nТТ - коэффициент трансформации защитного ТТ;
nПТТ - коэффициент трансформации ПТТ;
К10 - кратность первичного тока по отношению к номинальному значению при насыщении ТТ присоединения;
I1ТТ, ном - номинальное значение первичного тока ТТ присоединения с дополнительным реле.As such connections in FIG. 1, 3, 4,
I av.dop ≅ where K n - reliability coefficient;
n TT is the transformation coefficient of the protective TT;
n PTT - coefficient of transformation of PTT;
To 10 - the magnitude of the primary current with respect to the nominal value at saturation of the CT connection;
I 1ТТ, nom - nominal value of the primary current of the CT connection with an additional relay.
Приведенное условие обеспечивает срабатывание блокирующего реле 26 только при насыщении трансформаторов тока присоединений, когда погрешность трансформации превышает 10%, а ток небаланса близок к уставке срабатывания дифференциального реле, а соответственно блокировку срабатывания дифференциальной защиты шин при внешних КЗ, вызывающих указанную погрешность ТТ. The above condition ensures that the
Процессы в схеме дифференциальной защиты при внешних коротких замыканиях различаются в зависимости от уровня тока КЗ. The processes in the differential protection circuit for external short circuits differ depending on the short-circuit current level.
Случаи внешних коротких замыканий при токах, не вызывающих глубокого насыщения защитных ТТ, работающих при этом с погрешностью, не превышающей 10% , сопровождаются достаточно точной трансформацией тока КЗ как трансформаторами питающих, так и трансформаторами отходящих присоединений. Ток дифференциального реле 1 в этом случае меньше тока его срабатывания и, следовательно, не вызывает отключение шин. Короткое замыкание отключается защитами отходящих от шин присоединений. Cases of external short circuits at currents that do not cause deep saturation of the protective current transformers, operating at the same time with an error not exceeding 10%, are accompanied by a fairly accurate short-circuit current transformation by both supply transformers and outgoing transformers. The current of the
В случаях возникновения внешних коротких замыканий, сопровождающихся токами, вызывающими погрешность защитных ТТ, большую 10%, сумма вторичных токов ПТТ превышает ток срабатывания дифференциального реле, а ток плеча, работающего с насыщением ТТ, превышает ток срабатывания дополнительного блокирующего реле. Так как срабатывание размыкающих контактов дополнительного реле происходит быстрее срабатывания замыкающего контакта дифференциального реле, то цепь обмоток указательного и промежуточных реле 30-35 остается обесточенной. Питающие присоединения остаются включенными. Отключение короткого замыкания осуществляется защитами соответствующих отходящих от шин присоединений. In the event of external short circuits accompanied by currents causing an error in the protective current transformers, greater than 10%, the sum of the secondary currents of the PTT exceeds the response current of the differential relay, and the current of the arm working with the saturation of the CT exceeds the response current of the additional blocking relay. Since the operation of the auxiliary contacts of the auxiliary relay occurs faster than the operation of the make contact of the differential relay, the winding circuit of the index and intermediate relays 30-35 remains de-energized. Power connections remain on. Short circuit disconnection is carried out by the protections of the corresponding connections extending from the busbars.
При коротких замыканиях в зоне действия дифференциальной защиты шин ток Iдиф превышает уровень срабатывания реле 26, а ввиду отсутствия тока КЗ через ТТ отходящих присоединений и невозможности насыщения ТТ отходящих присоединений блокирующее реле не срабатывает и сохраняет свой контакт 28 в замкнутом состоянии. Срабатывание дифференциального реле вызывает замыкание контакта 27 цепи питания указательных 30, 32, 34 и промежуточных 31, 33, 35 реле. Последние своими контактами 36-38 подают напряжение на катушки 39-41 отключения выключателей питающих присоединений. Повреждение отключается от источников питания.When short circuits in the differential protection zone action tires differential current I exceeds the triggering
Положительный эффект заключается в расширении области применения дифференциальной защиты шин путем использования на подстанциях с любыми токами КЗ как на постоянном, так и на переменном оперативном токе, с трансформаторами тока, имеющими различные коэффициенты трансформации. The positive effect is to expand the field of application of differential busbar protection by using at substations with any short-circuit currents, both direct and alternating operational current, with current transformers having different transformation ratios.
Такая дифференциальная защита шин может селективно работать на подстанциях с токами КЗ большими, чем токи, при которых трансформаторы тока отходящих присоединений работают с погрешностью, равной 10%. Кроме того, схема дифзащиты шин не требует дополнительной установки отдельных трансформаторов для ее осуществления. Such differential busbar protection can selectively work in substations with short-circuit currents greater than currents at which the current transformers of the outgoing connections operate with an error of 10%. In addition, the tire differential protection circuit does not require additional installation of individual transformers for its implementation.
Claims (1)
K10˙I1т.т.ном<Iк.з.макс ,
где K10 - кратность первичного тока трансформатора тока, при которой погрешность равна 10%;
I1т.т.ном - номинальное значение первичного тока трансформаторов тока;
Iк.з.макс - максимальное значение тока внешнего для шин короткого замыкания,
последовательно с вторичными обмотками промежуточных трансформаторов тока, соединенными между собой параллельно, подключена обмотка блокирующего реле, ток срабатывания которого выбран из условия
Iср.доп≅ ,
где Kн - коэффициент надежности;
nт.т , nп.т.т - коэффициенты трансформации соответственно основного и промежуточного трансформаторов тока присоединения.DEVICE FOR DIFFERENTIAL CURRENT PROTECTION OF TIRES, containing current transformers in the supply and outgoing from the busbars, to the secondary windings of which are connected the primary windings of the intermediate current transformers, to the secondary windings of which are connected a differential current relay with a make contact, a blocking relay, the outputs of which are designed for connecting to the circuit breakers of the connection switches, an operating current source, characterized in that, in order to expand the field I, reliability and sensitivity, it is further introduced a break contact of the locking relay, which is connected in series with the closing contact of a differential relay and the execution unit, the chain pins are connected to the terminals of a source of DC voltage, and outgoing connections for which the current transformer
K 10 ˙I 1t.nom <I short-circuit max ,
where K 10 - the ratio of the primary current of the current transformer, at which the error is 10%;
I 1t.tnom - nominal value of the primary current of current transformers;
I KZ max - the maximum value of the external current for the short circuit bus,
in series with the secondary windings of the intermediate current transformers connected in parallel with each other, a winding of the blocking relay is connected, the tripping current of which is selected from the condition
I av.dop ≅ ,
where K n - reliability coefficient;
n tt , n ptt - transformation coefficients of the main and intermediate current transformers of the connection current, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4946887 RU2015595C1 (en) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | Device for differential current protection of bus-bars |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4946887 RU2015595C1 (en) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | Device for differential current protection of bus-bars |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015595C1 true RU2015595C1 (en) | 1994-06-30 |
Family
ID=21580013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4946887 RU2015595C1 (en) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | Device for differential current protection of bus-bars |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2015595C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550152C1 (en) * | 2011-05-19 | 2015-05-10 | Абб Текнолоджи Аг | System and method of protection of electric power system |
RU2562916C2 (en) * | 2011-06-20 | 2015-09-10 | Абб Рисерч Лтд | Method and device for protection zones selection in assembly with multiple busbars |
EP3343239A1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Differential current monitoring of multiple circuits |
-
1991
- 1991-06-18 RU SU4946887 patent/RU2015595C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Кутеков С.Л. Защита шин станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1983, с.784. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 695502, кл. H 02H 3/28, 1977. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550152C1 (en) * | 2011-05-19 | 2015-05-10 | Абб Текнолоджи Аг | System and method of protection of electric power system |
RU2562916C2 (en) * | 2011-06-20 | 2015-09-10 | Абб Рисерч Лтд | Method and device for protection zones selection in assembly with multiple busbars |
EP3343239A1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Differential current monitoring of multiple circuits |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR950003318B1 (en) | Downed conductor automatic detecting device | |
TW200421685A (en) | Control system for canceling load unbalance of three-phase circuit | |
RU157512U1 (en) | COMPLETE COMBINED RELAY PROTECTION AND AUTOMATION DEVICE ON AC VARIABLE CURRENT FOR CONNECTIONS OF 6-35 kV ELECTRICAL DISTRIBUTION DEVICE | |
US5566082A (en) | Method of detecting a fault section of busbar | |
RU2015595C1 (en) | Device for differential current protection of bus-bars | |
US3579038A (en) | Electrical fault protection system | |
Kletsel et al. | Construction of resource-saving differential protections for converter units with transformers with 2N secondary windings and 2N rectifiers | |
CN213754084U (en) | Dual-power supply system adopting power supplies with different grounding modes | |
US3780348A (en) | Self-controlled differential sectionaliser for the protection of low voltage electric power consumers | |
RU2176123C1 (en) | Method and device for differential current protection of three-phase transformer | |
Kasztenny et al. | Application of current differential protection to tapped transmission lines | |
EP3301771B1 (en) | Fault current handling in an electrical plant | |
KR19990083046A (en) | Bus protection system for spot network type electric power receiving in stallation | |
Cárdenas et al. | Transformer Differential Protection | |
JPH05122835A (en) | Reverse power flow preventer for power system | |
RU2648249C1 (en) | Method of differential protection of electrical network parts | |
RU2299506C2 (en) | Mine explosion-safe transformer substation | |
US2515784A (en) | Bus bar protection system with current polarized directional current relay | |
RU2014705C1 (en) | Gear for stand-by directed current protection of electric power line with spur lines | |
SU1117760A2 (en) | Device for protecting three-phase power network against incomplete phase operation | |
JPH0446521A (en) | Power distribution system | |
SU748671A1 (en) | Device for disconnection of electric equipment at short-circuiting in ac network | |
SU1246224A1 (en) | Device for earth leakage protection of high-voltage isolated neutral system | |
RU2007006C1 (en) | Device for protection of transformer connected to power line via isolating switch | |
Bin-Halabi et al. | A Simple and Effective Strategy to Prevent Power Transformer Overloading |