RU2034304C1 - Method of determination of phase currents to earth in systems with insulated neutral conductor - Google Patents

Method of determination of phase currents to earth in systems with insulated neutral conductor Download PDF

Info

Publication number
RU2034304C1
RU2034304C1 SU874235820A SU4235820A RU2034304C1 RU 2034304 C1 RU2034304 C1 RU 2034304C1 SU 874235820 A SU874235820 A SU 874235820A SU 4235820 A SU4235820 A SU 4235820A RU 2034304 C1 RU2034304 C1 RU 2034304C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
neutral
phase
voltage
phases
earth
Prior art date
Application number
SU874235820A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Соломонович Шурин
Original Assignee
Эдуард Соломонович Шурин
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 Эдуард Соломонович Шурин filed Critical Эдуард Соломонович Шурин
Priority to SU874235820A priority Critical patent/RU2034304C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2034304C1 publication Critical patent/RU2034304C1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: measuring engineering. SUBSTANCE: the method is based on measurement of neutral shift voltage in three conditions of the system. Two conditions are obtained by bringing in and out the emf in the auxiliary circuit connected between the current-conducting parts and earth, the third condition is created by disconnection of one of the mains phases from the operating current source and cutting in an auxiliary resistor. The sought currents are found by substituting the measurement results in the respective design formulas. EFFECT: facilitated procedure. 2 cl

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению токов с фаз на землю в действующих трехфазных электроустановках с изолированной нейтралью. The invention relates to measuring equipment, in particular to measuring currents from phases to earth in existing three-phase electrical installations with isolated neutral.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения проводимости изоляции отдельных фаз относительно земли. Он основан на измерении общей проводимости изоляции токоведущих частей относительно земли, модуля фазного напряжения, а также напряжения смещения нейтрали до и после переключения двух отходящих фаз и определении искомых проводимостей по соответствующим формулам. Этот способ позволяет вычислить и токи с фаз на землю, поэтому он определен в качестве прототипа. Closest to the proposed is a method for determining the conductivity of the insulation of individual phases relative to the ground. It is based on measuring the total conductivity of insulation of live parts relative to earth, the phase voltage module, as well as the neutral bias voltage before and after switching two outgoing phases and determining the desired conductivities using the corresponding formulas. This method allows you to calculate currents from phases to earth, so it is defined as a prototype.

Однако этот способ невозможно использовать для действующих электроустановок, так как такая операция, как переключение двух фаз, приводит к реверсу, что нарушает технологический процесс. However, this method cannot be used for existing electrical installations, since such an operation as switching two phases leads to a reverse, which disrupts the process.

Цель изобретения измерение токов с фаз на землю в действующих электроустановках. The purpose of the invention is the measurement of currents from phases to earth in existing electrical installations.

Для этого в способе измерения токов с фаз на землю, основанном на измерении напряжения смещения нейтрали источника рабочего тока и модуля фазного напряжения, перед первым измерением включают между нейтралью источника рабочего тока и землей вспомогательный источник тока той же частоты, что и у рабочего тока, перед вторым измерением электродвижущую силу вспомогательного источника уменьшают до нуля и перед третьим измерением вводят разделительное сопротивление между одной из фаз сети, например фазой А, и одноименной фазой источника рабочего тока, причем в последнем случае дополнительно измеряют напряжение указанной фазы относительно нейтрали источника рабочего тока, а искомые токи определяют из соотношений:

Figure 00000001
= (UФ-
Figure 00000002
)YE
Figure 00000003
(1)
Figure 00000004
= (a2·UФ-
Figure 00000005
)YE ×
×
Figure 00000006
+
Figure 00000007
(2)
Figure 00000008
= (a·UФ-
Figure 00000009
)YE ×
×
Figure 00000010
+
Figure 00000011
, (3) где YE проводимость вспомогательной цепи (вспомогательного источника);
Figure 00000012
- электродвижущая сила вспомогательного источника;
Figure 00000013
напряжение фазы A сети относительно нейтрали источника рабочего тока, отделенной от последнего разделительным сопротивлением;
Uф модуль фазного напряжения;
KNE, KNY, KNYA, KA I KE отношения напряжений
Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
,
Figure 00000017
Figure 00000018
к модулю фазного напряжения;
Figure 00000019
,
Figure 00000020
и
Figure 00000021
напряжение смещения нейтрали источника рабочего тока соответственно при введенной электродвижущей силе вспомогательного источника, при выведенной электродвижущей силе этого источника и выведенной электродвижущей силе и введенном в фазе A сети разделительном сопротивлении;
a коэффициент, a 0,5+j0,5
Figure 00000022
;
j мнимая единица.To this end, in the method of measuring currents from phases to ground, based on measuring the neutral bias voltage of the operating current source and the phase voltage module, before the first measurement, an auxiliary current source of the same frequency as the operating current is connected between the neutral of the operating current source and the ground, before by the second measurement, the electromotive force of the auxiliary source is reduced to zero, and before the third measurement, a separation resistance is introduced between one of the network phases, for example phase A, and the working phase of the same name its current, and in the latter case, the voltage of the indicated phase is additionally measured relative to the neutral of the operating current source, and the sought currents are determined from the relations:
Figure 00000001
= (U Ф -
Figure 00000002
) Y E
Figure 00000003
(1)
Figure 00000004
= (A 2 · U F -
Figure 00000005
) Y E ×
×
Figure 00000006
+
Figure 00000007
(2)
Figure 00000008
= (A · U F -
Figure 00000009
) Y E ×
×
Figure 00000010
+
Figure 00000011
, (3) where Y E is the conductivity of the auxiliary circuit (auxiliary source);
Figure 00000012
- electromotive force of the auxiliary source;
Figure 00000013
phase A voltage of the network relative to the neutral of the operating current source, separated from the latter by a separation resistance;
U f the phase voltage module;
K NE , K NY , K NYA , K A I K E stress ratio
Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
,
Figure 00000017
Figure 00000018
to the phase voltage module;
Figure 00000019
,
Figure 00000020
and
Figure 00000021
the neutral bias voltage of the operating current source, respectively, when the electromotive force of the auxiliary source is introduced, when the electromotive force of this source is derived and the electromotive force is derived and the separation resistance is introduced in phase A of the network;
a coefficient, a 0.5 + j0.5
Figure 00000022
;
j is the imaginary unit.

Для упрощения измерений разделительному сопротивлению, вводимому в фазу A, сообщают сопротивление, равное бесконечности, а напряжение этой фазы сети относительно нейтрали источника рабочего тока определяют из соотношения

Figure 00000023
0,5UФ.To simplify the measurements, the separation resistance introduced into phase A is reported to be infinite, and the voltage of this phase of the network relative to the neutral of the operating current source is determined from the relation
Figure 00000023
0,5U F.

Для реализации способа между нейтралью источника рабочего тока и землей включают вспомогательный источник тока той же частоты, что и у рабочего тока, и измеряют напряжение смещения нейтрали

Figure 00000024
. Затем выводят электродвижущую силу вспомогательного источника и вторично измеряют указанное напряжение
Figure 00000025
. После этого вводят разделительное сопротивление между одной из фаз сети, например A, и одноименной фазой источника рабочего тока и в третий раз измеряют то же самой напряжение
Figure 00000026
. В последнем случае измеряют и напряжение фазы A сети относительно нейтрали источника рабочего тока
Figure 00000027
, отделенной от последнего разделительным сопротивлением. При реализации способа измеряют еще и модуль фазного напряжения Uф. Токи
Figure 00000028
,
Figure 00000029
и
Figure 00000030
с фаз A, B, C на землю определяют из соотношений (1-3) (система в исходном состоянии).To implement the method between the neutral source of the operating current and the ground include an auxiliary current source of the same frequency as that of the operating current, and measure the neutral bias voltage
Figure 00000024
. Then, the electromotive force of the auxiliary source is output, and the indicated voltage is measured a second time.
Figure 00000025
. After that, an isolation resistance is introduced between one of the network phases, for example A, and the same phase of the operating current source, and the same voltage is measured a third time
Figure 00000026
. In the latter case, the voltage of phase A of the network is measured relative to the neutral of the operating current source
Figure 00000027
separated from the latter by dividing resistance. When implementing the method also measure the phase voltage module U f . Toki
Figure 00000028
,
Figure 00000029
and
Figure 00000030
from phases A, B, C to the ground is determined from the relations (1-3) (the system is in the initial state).

Значения токов с фаз на землю при выведенной электродвижущей силе вспомогательного источника или введенном разделительном сопротивлении находят, подставив в приведенные формулы вместо напряжения

Figure 00000031
напряжение
Figure 00000032
или
Figure 00000033
. В формуле тока с фазы A для состояния, когда введено разделительное сопротивление, вместо напряжения Uф используют
Figure 00000034
.The values of the currents from the phases to the ground with the extracted electromotive force of the auxiliary source or the introduced separation resistance are found by substituting the voltage in the formulas given
Figure 00000031
voltage
Figure 00000032
or
Figure 00000033
. In the formula of the current from phase A for the state when the isolation resistance is introduced, instead of the voltage U f ,
Figure 00000034
.

Для измерения напряжения смещения нейтрали высокоомный прибор включают между нейтралью источника рабочего тока и землей. Причем используют фазочувствительный прибор или производят дополнительные измерения, дающие соответствующую информацию. При отсутствии вывода от нейтрали создают искусственную нулевую точку посредством трех проводимостей, соединенных звездой. Прибор в таком случае включают между узлом звезды и землей. Для повышения точности измерений искусственную нулевую точку создают отдельно вспомогательного источника и для прибора. Для измерения напряжения фазы сети, отделенной от источника разделительным сопротивлением, зажим, который при измерении напряжения смещения нейтрали присоединен к земле, переключают на эту фазу. Для измерения модуля фазного напряжения вольтметр подсоединяют так же, как и в предыдущем случае, но измерения делают при выведенном разделительном сопротивлении. To measure the neutral bias voltage, a high-resistance device is connected between the neutral of the operating current source and ground. Moreover, they use a phase-sensitive device or perform additional measurements that give relevant information. If there is no output from the neutral, an artificial zero point is created by means of three conductivities connected by a star. In this case, the device is turned on between the star assembly and the earth. To increase the accuracy of measurements, an artificial zero point is created separately for the auxiliary source for the device. To measure the voltage of the phase of the network, separated from the source by a separation resistance, the clamp, which is connected to the ground when measuring the neutral bias voltage, is switched to this phase. To measure the phase voltage module, a voltmeter is connected in the same way as in the previous case, but measurements are made with the output impedance removed.

В качестве вспомогательного источника может использоваться вторичная обмотка трансформатора, первичная обмотка которого подключается к контролируемой электроустановке. При этом автоматически обеспечивается совпадение частот вспомогательного и рабочего токов. Поэтому введение и выведение электродвижущей силы вспомогательного источника может производиться подключением первичной обмотки трансформатора к источнику энергии и отключением от него. В качестве разделительного сопротивления может использоваться резистор. Выведение и введение этого сопротивления может производиться контактом выключателя, который его шунтирует и дешунтирует. As an auxiliary source, the secondary winding of the transformer can be used, the primary winding of which is connected to a controlled electrical installation. This automatically ensures the coincidence of the frequencies of the auxiliary and operating currents. Therefore, the introduction and removal of the electromotive force of the auxiliary source can be done by connecting the primary winding of the transformer to the energy source and disconnecting from it. A resistor may be used as a separation resistance. The withdrawal and introduction of this resistance can be done by the contact of the switch, which shunts and unmounts it.

Переходные процессы, возникающие при введении и выведении разделительного сопротивления, могут привести к снижению точности измерений. Чтобы уменьшить такое негативное влияние или даже полностью его исключить, необходимо увеличить время от введения или выведения сопротивления до измерений напряжений фазы сети и нейтрали. Transient processes that occur during the introduction and removal of separation resistance can lead to a decrease in the accuracy of measurements. To reduce such a negative effect or even completely eliminate it, it is necessary to increase the time from the introduction or removal of resistance to measurements of the voltage of the mains phase and neutral.

Величина разделительного сопротивления в предельном случае может быть равна бесконечности. При этом операция по его введению становится эквивалентной операции по отключению фазы сети от одноименной фазы источника рабочего тока. В ряде случаев, например в установках с короткой сетью и активной нагрузкой, электродвижущей силой, индуцируемой в фазе сети, отключенной от источника рабочего тока, можно пренебречь по сравнению с напряжением этой фазы относительно нейтрали последнего. Если при этом отключают фазу А сети, то, поскольку такая фаза остается соединенной с другими фазами источника через проводимость потребителя, ее напряжение относительно нейтрали источника равно

Figure 00000035
-0,5 Uф, и его нет необходимости измерять (предполагается, что нагрузки фаз равны). Относительное напряжение фазы А сети при этом равно
КА I -0,5 (4)
Подстановка (4) в (1), (2) и (3) позволяет несколько упростить формулы для вычисления токов с фаз на землю:
Figure 00000036
= (UФ-
Figure 00000037
)YE
Figure 00000038
; (5)
Figure 00000039
= (a2UФ-
Figure 00000040
)Y
Figure 00000041
; (6)
Figure 00000042
= (aUФ-
Figure 00000043
)Y
Figure 00000044
. (7)
Приведенное дает второй вариант способа. Для его реализации прибегают к следующей конкретизации. Измеряют, как описано, напряжение смещения нейтрали при введенной и выведенной электродвижущей силе вспомогательного источника, затем отключают фазу А сети от источника рабочего тока, в третий раз измеряют напряжение смещения нейтрали, и определяют искомые токи из соотношений (5), (6) и (7).The value of the separation resistance in the limiting case may be equal to infinity. In this case, the operation for its introduction becomes equivalent to the operation to disconnect the network phase from the same phase of the operating current source. In some cases, for example, in installations with a short network and active load, the electromotive force induced in the phase of the network disconnected from the source of the operating current can be neglected compared to the voltage of this phase relative to the neutral of the latter. If phase A of the network is disconnected, then, since such a phase remains connected to other phases of the source through the consumer’s conductivity, its voltage relative to the source’s neutral is
Figure 00000035
-0.5 U f , and there is no need to measure it (it is assumed that the phase loads are equal). The relative voltage of phase A of the network is equal to
K A I -0,5 (4)
Substituting (4) in (1), (2) and (3) allows us to simplify the formulas for calculating currents from phases to ground:
Figure 00000036
= (U Ф -
Figure 00000037
) Y E
Figure 00000038
; (5)
Figure 00000039
= (a 2 U Ф -
Figure 00000040
) Y
Figure 00000041
; (6)
Figure 00000042
= (aU Ф -
Figure 00000043
) Y
Figure 00000044
. (7)
The above gives a second variant of the method. To implement it, they resort to the following concretization. The neutral bias voltage is measured, as described, with the input and output electromotive force of the auxiliary source, then the phase A of the network is disconnected from the operating current source, the neutral bias voltage is measured for the third time, and the sought currents are determined from relations (5), (6) and ( 7).

Второй вариант способа значительно проще первого, так как нет необходимости измерять напряжение фазы сети относительно нейтрали источника, отделенной от последнего разделительным сопротивлением. Однако область использования этого варианта ограничена упомянутым условием об индуцируемой электродвижущей силе. The second variant of the method is much simpler than the first, since there is no need to measure the voltage of the mains phase relative to the source neutral, separated from the latter by a separation resistance. However, the scope of this option is limited by the mentioned condition on the induced electromotive force.

Настоящий способ основан на измерениях в трех состояниях системы. Эти три состояния однозначно определяют способ и не имеет значения то, в каком порядке и каким образом их получают. Следовательно, операции, необходимые для получения таких состояний, могут варьироваться. Например, если состояние, в котором между фазой сети и источником рабочего тока введено разделительное сопротивление, получают из исходного состояния (электродвижущая сила вспомогательного источника введена), то необходимы две операции: выведение электродвижущей силы и введение разделительного сопротивления. Если же его получают из состояния, в котором электродвижущая сила выведена, то необходима только одна операция введение разделительного сопротивления. The present method is based on measurements in three states of the system. These three states uniquely determine the method and it does not matter in which order and how they are received. Therefore, the operations necessary to obtain such conditions may vary. For example, if a state in which a separation resistance is introduced between the phase of the network and the operating current source is obtained from the initial state (the electromotive force of the auxiliary source is introduced), then two operations are necessary: removing the electromotive force and introducing the separation resistance. If it is obtained from a state in which an electromotive force is withdrawn, then only one operation is required to introduce a separation resistance.

Claims (2)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКОВ С ФАЗ НА ЗЕМЛЮ В СИСТЕМАХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, заключающийся в измерении модуля фазного напряжения и напряжения смещения нейтрали, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения измерения в действующих электроустановках, перед первым измерением напряжение смещения нейтрали включают между нейтралью и землей вспомогательную цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора и вспомогательного источника тока той же частоты, что и у рабочего тока, устанавливают величину ЭДС вспомогательного источника тока равной нулю и проводят второе измерение напряжения смещения нейтрали, в одну из фаз вводят дополнительное сопротивление, величина которого может изменяться от нуля до бесконечности, измеряют напряжение этой фазы со стороны нагрузки относительно нейтрали и третий раз измеряют напряжение смещения нейтрали, а токи с фаз на землю вычисляют по формулам
Figure 00000045

Figure 00000046

Figure 00000047

где Uф модуль фазного напряжения;
Figure 00000048
величины напряжения смещения нейтрали при первом, втором и третьем измерениях соответственно;
Figure 00000049

j мнимая единица;
YE проводимость вспомогательной цепи;
Figure 00000050
отношения напряжений
Figure 00000051
Figure 00000052
к напряжению Uф;
Figure 00000053
фазное напряжение, измеренное со стороны нагрузки относительно нейтрали;
Figure 00000054
вектор ЭДС вспомогательного источника тока.1. METHOD FOR DETERMINING CURRENTS FROM PHASES TO EARTH IN SYSTEMS WITH INSULATED NEUTRAL, consisting in measuring the module of phase voltage and neutral bias voltage, characterized in that, in order to expand the scope by providing measurements in existing electrical installations, before the first measurement, the neutral bias voltage turn on an auxiliary circuit between neutral and ground, consisting of a series-connected resistor and an auxiliary current source of the same frequency as that of the operating current; the EMF value of the auxiliary current source is equal to zero and a second measurement of the neutral bias voltage is carried out, an additional resistance is introduced into one of the phases, the value of which can vary from zero to infinity, the voltage of this phase from the load side is measured relative to the neutral and the neutral bias voltage is measured a third time, and currents from phases to earth are calculated by the formulas
Figure 00000045

Figure 00000046

Figure 00000047

where U f the module of the phase voltage;
Figure 00000048
the values of the neutral bias voltage in the first, second and third measurements, respectively;
Figure 00000049

j imaginary unit;
Y E auxiliary circuit conductivity;
Figure 00000050
stress relations
Figure 00000051
Figure 00000052
voltage U f ;
Figure 00000053
phase voltage measured on the load side relative to the neutral;
Figure 00000054
EMF vector of auxiliary current source. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед третьим измерением напряжения смещения нейтрали размыкают ту фазу, в которую введено дополнительное сопротивление, а токи с фаз на землю вычисляют по формуле
Figure 00000055

Figure 00000056

Figure 00000057
2. The method according to claim 1, characterized in that before the third measurement of the neutral bias voltage, open the phase into which the additional resistance is introduced, and the currents from phases to earth are calculated by the formula
Figure 00000055

Figure 00000056

Figure 00000057
SU874235820A 1987-02-24 1987-02-24 Method of determination of phase currents to earth in systems with insulated neutral conductor RU2034304C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874235820A RU2034304C1 (en) 1987-02-24 1987-02-24 Method of determination of phase currents to earth in systems with insulated neutral conductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874235820A RU2034304C1 (en) 1987-02-24 1987-02-24 Method of determination of phase currents to earth in systems with insulated neutral conductor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2034304C1 true RU2034304C1 (en) 1995-04-30

Family

ID=21300638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874235820A RU2034304C1 (en) 1987-02-24 1987-02-24 Method of determination of phase currents to earth in systems with insulated neutral conductor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2034304C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1188672, кл. G 01R 27/18, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4398232A (en) Protective relaying methods and apparatus
US5276402A (en) Three-phase transformer testing method and system
RU2034304C1 (en) Method of determination of phase currents to earth in systems with insulated neutral conductor
RU2642521C2 (en) Device for diagnostics of interturn short-circuits in power transformer windings
KR20070109229A (en) Constructing device for concentric neutral conductor cable with function checking ground floating or disconnection from the neutral point of power source and method thereof
RU2305293C1 (en) METHOD OF DETECTING FAULT IN 6( 10 )-35 kV ELECTRIC CIRCUIT WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL POINT
RU2050660C1 (en) Method for detecting defective phases in power transmission line or feeder
RU2685747C1 (en) METHOD OF DETERMINING POINT AND DISTANCE TO SINGLE-PHASE GROUND FAULT IN 6-35 kV ELECTRIC NETWORKS WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL POINT
SU1061065A2 (en) Device for measuring switch contact insulation resistance
SU1737364A1 (en) Method of locating insulation resistance deterioration in dc electrical network
RU2121744C1 (en) Method for single-phase-to-ground fault protection of three-phase, insulated-neutral supply mains
SU920575A1 (en) Device for locating electric cable damages by increased destruction of damaged location
US3947779A (en) Input bias and signal conditioning circuit with overload indication for differential amplifiers
RU57018U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE LOCATION OF DAMAGE TO THE ELECTRICAL VOLTAGE NETWORK OF 6 (10) -35 KV WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL
CN217238214U (en) Insulation resistance on-line monitoring early warning system
RU2230333C2 (en) Procedure establishing parameters of insulation of cable network with insu lated neutral
RU2003125817A (en) METHODS FOR DETERMINING THE DISTANCE TO THE PLACE OF A SINGLE PHASE SHORT TO THE EARTH IN THE THREE-PHASE ELECTRIC TRANSMISSION LINE (OPTIONS)
SU67079A1 (en) Method for determining insulation impedance relative to earth of three-phase cable networks with insulated neutral
RU1812507C (en) Method for determining single phase fault-to-ground current in insulated neutral network
SU792445A1 (en) Method of determining phase with damaged insulation in three-phase up to 1000v mains
SU1483406A1 (en) Method of determining leak current
SU1019375A1 (en) Meter of distance to short-circuit locations
SU1700495A1 (en) Method of phase-to-ground insulation conductivity measurement in multiphase networks
RU2510515C2 (en) Method of determining distance to single-phase short-circuit point on electric power line
SU1751691A1 (en) Method and device for testing insulation resistance in current drying of windings an electric three-phase motor