RU2159490C1 - Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines - Google Patents
Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2159490C1 RU2159490C1 RU2000101968A RU2000101968A RU2159490C1 RU 2159490 C1 RU2159490 C1 RU 2159490C1 RU 2000101968 A RU2000101968 A RU 2000101968A RU 2000101968 A RU2000101968 A RU 2000101968A RU 2159490 C1 RU2159490 C1 RU 2159490C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- windings
- line
- lines
- phase
- relay
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, к релейной защите, в частности к токовой направленной дифференциальной защите, и может быть использовано для защиты параллельных линий трехфазной электрической установки при превышениях токов в отдельных фазах и линиях номинальных значений, вызванных, например, повреждениями в электроустановке в одной из защищаемых линий, сопровождаемыми короткими замыканиями. The invention relates to the field of electrical engineering, to relay protection, in particular to directional current differential protection, and can be used to protect parallel lines of a three-phase electrical installation when currents are exceeded in individual phases and lines of rated values caused, for example, by damage to the electrical installation in one of protected lines, followed by short circuits.
Известен способ направленной дифференциальной защиты двух трехфазных параллельных линий, в соответствии с которым контролируют разность токов одноименных фаз параллельных линий и при превышении разностного тока порогового значения отключают поврежденную линию [1]. There is a method of directional differential protection of two three-phase parallel lines, in accordance with which the current difference of the same phases of the parallel lines is controlled, and if the difference current exceeds the threshold value, the damaged line is disconnected [1].
Недостатком известного способа является сложность его реализации, заключающаяся в необходимости устанавливать в каждую фазу токовое реле и реле направления мощности, и, как следствие, значительная потребляемая мощность по цепям переменного тока защиты. Другим недостатком известного способа является наличие мертвой зоны по напряжению у реле направления мощности и, как следствие, снижение чувствительности защиты при близких коротких замыканиях. The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, which consists in the need to install a current relay and a power direction relay in each phase, and, as a result, significant power consumption through the protection AC circuits. Another disadvantage of this method is the presence of a dead zone in voltage at the power direction switch and, as a result, a decrease in the sensitivity of protection at close short circuits.
Известно устройство для направленной дифференциальной защиты параллельных линий трехфазной электрической установки, содержащее трансформаторы тока, подключенные в каждую фазу каждой линии в рассечку фаз силовой цепи и токовое реле и реле направления мощности по одному на каждую фазу [1]. A device for directional differential protection of parallel lines of a three-phase electrical installation, containing current transformers connected to each phase of each line in the phase separation of the power circuit and a current relay and a power direction relay, one for each phase [1].
Недостатком известного устройства является сложность из-за наличия в каждой фазе токового реле и реле направления мощности, и, как следствие, значительная потребляемая мощность по цепям переменного тока защиты. Другим недостатком известного устройства является наличие мертвой зоны по напряжению у реле направления мощности и, как следствие, снижение чувствительности защиты при близких коротких замыканиях. A disadvantage of the known device is the complexity due to the presence of a current relay and a power direction relay in each phase, and, as a result, significant power consumption through the protection AC circuits. Another disadvantage of the known device is the presence of a dead zone in voltage at the power direction switch and, as a result, a decrease in the sensitivity of protection in the event of short circuits.
Техническим результатом предложенных технических решений является устранение указанных выше недостатков, то есть упрощение, снижение потребляемой мощности и повышение чувствительности защиты по всей длине защищаемых линий. The technical result of the proposed technical solutions is the elimination of the above disadvantages, that is, simplification, reduction of power consumption and increasing the sensitivity of protection along the entire length of the protected lines.
Технический результат достигается за счет того, что при реализации способа направленной дифференциальной защиты двух трехфазных параллельных линий, в соответствии с которым в трансформаторах тока преобразуют токи каждой из фаз каждой из параллельных линий, осуществляют геометрическое суммирование полученных в результате преобразования токов фаз первой параллельной линии со сдвинутыми на 180o токами соответствующих фаз второй линии, при этом получают результирующую трехфазную последовательность токов, формируют на вторичной обмотке насыщающегося трансформатора тока электромагнитного токового реле, подавая на его первичные обмотки токи соответствующих фаз упомянутой результирующей трехфазной последовательности токов, напряжение, величина и направление которого соответствует величине и направлению результирующего магнитного потока, созданного токами упомянутой результирующей трехфазной последовательности токов, напряжение вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока преобразуют в однонаправленный ток, величина которого соответствует величине упомянутого напряжения, при превышении однонаправленным током заданного порогового значения подают напряжение вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока на первые обмотки реле направления мощности первой и второй линий, на вторые обмотки которых подают напряжение выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения, величина и направление которого определяется суммарным потоком, созданным подаваемыми на его первую, вторую и третью первичные обмотки, преобразованными основным трехфазным трансформатором напряжения фазными напряжениями шин подстанции, к которым подключены параллельные линии, при этом при замыкании контактов реле направления мощности первой линии обеспечивают отключение первой линии, а при замыкании контактов реле направления мощности второй линии обеспечивают отключение второй линии, а направление включения первой и второй обмоток реле направления мощности первой и второй линий относительно вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока и относительно выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения обеспечивает замыкание контактов реле направления мощности первой линии при асимметричном режиме работы первой линии и замыкание контактов реле направления мощности второй линии при асимметричном режиме работы второй линии.The technical result is achieved due to the fact that when implementing the method of directional differential protection of two three-phase parallel lines, according to which the current transformers of each of the phases of each of the parallel lines are converted into current transformers, geometric summation of the phase currents of the first parallel line with the shifted phases is carried out 180 o currents of the corresponding phases of the second line, while receiving the resulting three-phase sequence of currents, form on the secondary winding saturable current transformer of the electromagnetic current relay, applying to its primary windings the currents of the corresponding phases of said resultant three-phase sequence of currents, the voltage, magnitude and direction of which corresponds to the magnitude and direction of the resulting magnetic flux created by the currents of said resulting three-phase sequence of currents, the voltage of the secondary winding of the saturable current transformer is converted in unidirectional current, the value of which corresponds to the value of voltage, when the unidirectional current exceeds a predetermined threshold value, the voltage of the secondary winding of the saturable current transformer is applied to the first windings of the power direction switch of the first and second lines, the second windings of which supply the voltage of the output winding of the intermediate voltage transformer, the magnitude and direction of which is determined by the total flow created by the supplied on its first, second and third primary windings, transformed by the main three-phase phase voltage transformer with the voltage of the substation buses to which the parallel lines are connected, in this case, when the contacts of the power direction switch of the first line are closed, the first line is turned off, and when the contacts of the power line direction of the second line are closed, the second line is turned off, and the direction of the first and second windings of the power direction relay is turned off the first and second lines relative to the secondary winding of a saturable current transformer and relative to the output winding of an intermediate voltage transformer provides closing the contacts of the power direction switch of the first line in the asymmetric mode of operation of the first line and closing the contacts of the power direction switch of the second line in the asymmetric mode of operation of the second line.
Технический результат достигается так же за счет того, что в устройстве направленной дифференциальной защиты двух трехфазных параллельных линий, содержащем трансформаторы тока по три на каждую линию, первичные обмотки которых подключены в каждой линии в рассечки соответствующих фаз силовой цепи, а вторичные обмотки трансформаторов тока каждой линии соединены по схеме звезда, при этом общие и фазные выводы вторичных обмоток трансформаторов тока первой линии соединены с выводами вторичных обмоток соответствующих фаз трансформаторов тока второй линии таким образом, что вторичные обмотки соответствующих фаз трансформаторов тока первой и второй линий включены на разность токов одноименных фаз, введены электромагнитное токовое реле с насыщающимся трансформатором тока и исполнительным органом, содержащим выпрямительный мост, поляризованное реле, реле направления мощности первой линии и реле направления мощности второй линии, и промежуточный трансформатор напряжения с первой, второй и третьей первичными и с выходной обмотками, на среднем стержне магнитопровода насыщающегося трансформатора тока расположены три первичные обмотки, объединенные одноименными выводами, соединенными с общими выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, другие выводы упомянутых обмоток насыщающегося трансформатора тока соединены с разными фазными выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, каждый с фазными выводами одной фазы, вторичная обмотка насыщающегося трансформатора тока, расположенная на одном из крайних стержней магнитопровода, подключена к первому входу исполнительного органа, образованного крайними выводами последовательной цепи из выводов переменного тока выпрямительного моста и размыкающих контактов поляризованного реле, шунтирующих последовательно соединенные первые обмотки реле направления мощности первой и второй линий, к выводам постоянного тока выпрямительного моста подключены соединенные встречно последовательно рабочая и тормозная обмотки поляризованного реле, вторые обмотки реле направления мощности первой и второй линий образуют последовательную цепь, крайние выводы которой формируют второй вход исполнительного органа, подключенный к выходной обмотке промежуточного трансформатора напряжения, первая, вторая и третья первичные обмотки которого соединены между собой одноименными выводами и соединены с вторичными обмотками соответствующих фаз трехфазного основного трансформатора напряжения, первичные обмотки которого соединены с соответствующими фазными выводами шин подстанции, к которым подключены первая и вторая линии, при этом, замыкающие контакты реле направления мощности первой и второй линий включены в цепь отключения первой и второй линий соответственно, а направление включения первой и второй обмоток реле направления мощности первой и второй линий относительно вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока и относительно выходной отмотки промежуточного трансформатора напряжения обеспечивает замыкание контактов реле направления мощности первой линии при асимметричном режиме работы первой линии и замыкание контактов реле направления мощности второй линии при асимметричном режиме работы второй линии. The technical result is also achieved due to the fact that in the device of directional differential protection of two three-phase parallel lines, containing three current transformers per line, the primary windings of which are connected in each line in the cross-section of the corresponding phases of the power circuit, and the secondary windings of current transformers of each line connected by a star circuit, while the common and phase terminals of the secondary windings of the current transformers of the first line are connected to the terminals of the secondary windings of the corresponding phases of the transformers t the second line in such a way that the secondary windings of the corresponding phases of the current transformers of the first and second lines are connected to the current difference of the phases of the same name, an electromagnetic current relay with a saturable current transformer and an actuator containing a rectifier bridge, a polarized relay, a power direction relay of the first line and a relay are introduced power directions of the second line, and an intermediate voltage transformer with the first, second and third primary and output windings, on the middle core of the satu The current transformer has three primary windings connected by the same terminals connected to the common terminals of the secondary windings of the current transformers of the first and second lines, other terminals of the said windings of the saturable current transformer are connected to different phase terminals of the secondary windings of the current transformers of the first and second lines, each with phase terminals one phase, the secondary winding of a saturable current transformer located on one of the extreme terminals of the magnetic circuit is connected to the first input an additional body formed by the extreme conclusions of the serial circuit from the AC terminals of the rectifier bridge and the NC contacts of the polarized relay, shunting the first windings of the power direction switch of the first and second lines in series, to the DC terminals of the rectifier bridge are connected opposite working serially and brake windings of the polarized relay, the second windings of the power direction switch of the first and second lines form a series circuit, which form the second input of the executive body connected to the output winding of the intermediate voltage transformer, the first, second and third primary windings of which are connected by the same terminals and connected to the secondary windings of the corresponding phases of the three-phase main voltage transformer, the primary windings of which are connected to the corresponding phase bus leads substations to which the first and second lines are connected, while the closing contacts of the power direction switch of the first and second l they are included in the disconnection circuit of the first and second lines, respectively, and the direction of inclusion of the first and second windings of the power direction switch of the first and second lines relative to the secondary winding of a saturable current transformer and relative to the output winding of the intermediate voltage transformer provides closure of the contacts of the power line direction switch of the first line under asymmetric operation the first line and the closure of the contacts of the power direction switch of the second line with an asymmetric mode of operation of the second line.
Кроме того целесообразно в устройство направленной дифференциальной защиты последовательно в цепи первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения включить конденсаторы, образующие резонансные контуры с индуктивностями первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения, настроенные на частоту 50 Гц. In addition, it is advisable to include capacitors forming resonant circuits with the inductances of the primary windings of the intermediate voltage transformer tuned to a frequency of 50 Hz in a directional differential protection device in series in the primary circuit of the intermediate voltage transformer.
В частном случае реализации устройства возможно первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока выполнить с одинаковым числом витков и первичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения выполнить с одинаковым числом витков. In the particular case of the implementation of the device, it is possible to carry out the primary windings of a saturable current transformer with the same number of turns and to carry out the primary windings of the intermediate voltage transformer with the same number of turns.
Возможно также первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока выполнить с разным числом витков и первичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения выполнить с разным числом витков, при этом отношение чисел витков первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока к числам витков соответствующих первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения одинаково. It is also possible to make the primary windings of a saturable current transformer with a different number of turns and the primary windings of an intermediate voltage transformer to perform with a different number of turns, while the ratio of the number of turns of the primary windings of a saturable current transformer to the number of turns of the corresponding primary windings of the intermediate voltage transformer is the same.
Целесообразно последовательно в последовательную цепь, образованную вторыми обмотками реле направления мощности, включены замыкающие контакты поляризованного реле. It is advisable sequentially in the serial circuit formed by the second windings of the power direction relay, the closing contacts of the polarized relay are included.
В предложенном изобретении обеспечивается возможность фиксации всех видов повреждений на параллельных линиях, применяя только одно электромагнитное токовое реле и два реле направления мощности. В качестве информации о напряжении на шинах подстанции используется сигнал, характеризующий результирующую сумму фазных напряжений, полученный с помощью промежуточного трансформатора напряжения, в котором устраняется мертвая зона по напряжению, за счет применения разного числа витков обмоток и резонансных контуров - таким образом достигается технический результат. In the proposed invention, it is possible to fix all types of damage on parallel lines, using only one electromagnetic current relay and two power direction switches. As information about the voltage on the substation's tires, a signal is used that characterizes the resulting sum of phase voltages obtained using an intermediate voltage transformer, which eliminates the voltage dead zone by using a different number of turns of windings and resonant circuits - thus achieving a technical result.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 и 2 представлена принципиальная электрическая схема примера выполнения устройства, реализующего способ направленной дифференциальной защиты двух трехфазных параллельных линий. На фиг. 3 изображен магнитопровод насыщающегося трансформатора тока с расположенными на нем обмотками. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 and 2 are a schematic electrical diagram of an example embodiment of a device that implements a method of directional differential protection of two three-phase parallel lines. In FIG. 3 shows a magnetic circuit of a saturable current transformer with windings located on it.
На фиг. 1 изображены: шины подстанции A, B и C, к которым подключены первая и вторая параллельные линии 1 и 2. В рассечку фаз A1, B1 и C1 силовой цепи линии 1 включены первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока 3, 4, 5 первой линии. В рассечку фаз A2, B2, C2 силовой цепи линии 2 включены первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока 6, 7, 8 второй линии. Вторичные обмотки трансформаторов тока 3, 4, 5 соединены параллельно с вторичными обмотками трансформаторов тока 6, 7, 8 соответственно. Направление включения первичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий одинаково, Концы вторичных обмоток трансформаторов тока 3, 4, 5 объединены и соединены с общим выводом вторичных отмоток трансформаторов тока 6, 7, 8, соединенных их началами. На фиг.1 изображен также насыщающийся трансформатор тока 9, начала первичных обмоток 10, 11 и 12 которого соединены с началами вторичных обмоток трансформаторов тока 3, 4 и 5, соответственно, и с концами вторичных обмоток трансформаторов тока 6, 7 и 8, соответственно, а их концы объединены и соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформаторов тока 3, 4 и 5 и 6, 7 и 8. Вторичная обмотка 13 насыщающегося трансформатора тока может быть выполнена с возможностью регулирования чисел витков и имеет выводы 14, 15. Насыщающий трансформатор тока входит в состав электромагнитного токового реле, в состав которого также входит исполнительный орган 16, первый вход которого подключен к выводам 14, 15 вторичной обмотки трансформатора 9. Второй вход исполнительного органа 16 соединен с выводами 50, 51 выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения 36, первичные обмотки которого соединены через трехфазный основной трансформатор напряжения 40 с фазными выводами 17, 18, 19 шин A, B, C подстанции. In FIG. 1 shows: buses of substation A, B and C, to which the first and second
На фиг. 2 изображены исполнительный орган 16, промежуточный трансформатор напряжения 36 и трехфазный основной трансформатор напряжения 40. Исполнительный орган 16 содержит: выпрямительный мост 20, один из выводов переменного тока которого соединен с выводом 14 вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока, а другой его вывод переменного тока соединен через размыкающие контакты 25 поляризованного реле с выводом 15 вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока. Положительный вывод выпрямительного моста соединен с полярным выводом рабочей обмотки 21 поляризованного реле, неполярный вывод которой соединен с неполярным выводом тормозной обмотки 22 поляризованного реле. Полярный вывод тормозной обмотки 22 соединен с отрицательным выводом выпрямительного моста 20, параллельно выводам постоянного тока которого включен конденсатор 23. Последовательно в цепь рабочей и тормозной обмоток 21, 22 может быть включен переменный резистор 24. В состав исполнительного органа входят реле направления мощности первой линии с первой и второй обмотками 26, 27, соответственно и с замыкающими контактами 31, а также реле направления мощности второй линии с первой и второй обмотками 28, 29, соответственно, и с замыкающими контактами 34. Полярные выводы обмоток 26, 28 соединены с соответствующими выводами размыкающих контактов 25 поляризованного реле, а их неполярные выводы соединены между собой. Полярный вывод обмотки 29 соединен с неполярным выводом обмотки 27, полярный вывод обмотки 27 и неполярный вывод обмотки 29 формируют второй вход исполнительного органа и соединены с выводами 50, 51, соответственно, выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения 36. Замыкающие контакты 31 реле направления мощности первой линии включены в цепь отключения первой линии, в которую в одном из частных случаев выполнения изобретения могут быть включены замыкающие контакты 30 поляризованного реле, а также размыкающие контакты 32 реле направления мощности второй линии. Замыкающие контакты 34 реле направления мощности второй линии включены в цепь отключения второй линии, в которую могут также быть включены замыкающие контакты 33 поляризованного реле и размыкающие контакты 35 реле направления мощности второй линии. Промежуточный трансформатор напряжения 36 содержит первичные обмотки 37, 38, 39, которые можно, в частном случае, выполнить регулируемыми и выходную обмотку с выводами 50, 51. Концы обмоток 37, 38, 39 объединены и их общий вывод соединен с общим выводом вторичных обмоток трансформатора 40, первичные обмотки которого подключены к фазным выводам 17, 18, 19 шин A, B, C подстанции. In FIG. 2 shows an
Начала обмоток 37, 38, 39 связаны с фазными выводами соответствующих вторичных обмоток трансформатора 40. В частном случае последовательно с каждой из первичных обмоток 37, 38, 39 могут быть включены переменный резистор 41, 42, 43, соответственно, и конденсаторы 44, 45, 46, соответственно. Емкости конденсаторов подобраны таким образом, что конденсаторы совместно с индуктивностями соответствующих обмоток 37, 38, 39 образуют резонансный контур, настроенный на частоту 50 Гц. Последовательно в последовательную цепь, образованную вторыми обмотками реле направления мощности 27, 29, могут быть включены замыкающие контакты 53 поляризованного реле. The beginning of the
Первичные обмотки 10, 11, 12 могут быть выполнены как с одинаковыми, так и с разными числами витков. Первичные обмотки 37, 38, 39 могут быть выполнены как с одинаковыми, так и с разными числами витков, при этом отношение чисел витков первичных обмоток 10, 11, 12 насыщающегося трансформатора тока к числам витков соответствующих первичных обмоток 37, 38, 39 промежуточного трансформатора напряжения одинаково. The
В качестве насыщающегося трансформатора тока может быть применен трансформатор, конструкция которого описана в [2]. Схема соединения его обмоток и их расположение на сердечнике магнитопровода в соответствии с настоящим изобретением представлены на фиг 3. Насыщающийся трансформатор тока 9 содержит трехстержневой сердечник 52, на среднем стержне которого расположены первичные обмотки 10, 11, 12, на одном из его крайних стержней расположена вторичная обмотка 13 с выводами 14, 15, на его среднем и другом крайнем стержнях расположены две секции короткозамкнутой обмотки 47, 48, в цепь которой включено переменное сопротивление 49. As a saturable current transformer, a transformer can be used, the design of which is described in [2]. The connection diagram of its windings and their location on the core of the magnetic circuit in accordance with the present invention are presented in Fig. 3. A saturable
В качестве поляризованного реле можно использовать поляризованное реле, конструкция которого описана в [3]. As a polarized relay, you can use a polarized relay, the design of which is described in [3].
В качестве реле направления мощности можно, например, применить реле контроля синхронизации серии Р Н-55, представленное в [4]. Вместо двух реле направления мощности можно применить одно реле направления мощности двустороннего действия, например, реле типа РБМ-271, 278 [8]. Промежуточные трансформаторы напряжения могут быть выполнены в соответствии с [5]. As a power direction relay, one can, for example, use the P-N-55 series synchronization monitoring relay, presented in [4]. Instead of two power direction switches, one double-acting power direction switch can be used, for example, a RBM-271, 278 type relay [8]. Intermediate voltage transformers can be made in accordance with [5].
Элементы, используемые в изобретении, могут быть выполнены также на интегральных микросхемах и на основе цифровой обработки сигналов [6, 7]. Elements used in the invention can also be performed on integrated circuits and based on digital signal processing [6, 7].
Направленная дифференциальная защита двух параллельных линий реализуется следующим образом. При включении в сеть электроустановки в проводах фаз A1, B1, C1 и A2, B2, C2 ее параллельных линий 1, 2 и в первичных обмотках трансформаторов тока 3 - 8 протекают первичные фазные токи Ia1 Ib1 Ic1 первой линии 1 и Ia2, Ib2 Ic2 второй линии 2, которые преобразуются в трансформаторах тока 3-8 во вторичные фазные токи ia1, ib1, ic1 первой и ia2, ib2, ic2 второй линий, соответственно. Геометрические разности токов ia1 и ia2, ib1 и ib2 и ic1 и ic2 образуют трехфазную последовательность токов I'a, I'b, I'c, которая поступает в первичные обмотки 10, 11 и 12 насыщающегося трансформатора тока 9, на вторичной обмотке 13 которого формируется напряжение, величина и направление которого определяются величиной и направлением результирующего магнитного потока, созданного токами I'a, I'b, I'c, то есть геометрической суммой произведений упомянутых токов на числа витков соответствующих обмоток. Напряжение от обмотки 13 поступает через размыкающие контакты 25 поляризованного реле на вход (выводы переменного тока) выпрямительного моста 20. Через подключенную к его выходу (выводам постоянного тока) цепь из последовательно соединенных переменного резистора 24 и рабочей и тормозной обмоток 21, 22 протекает постоянный ток, при превышении величины которого заданного порогового уровня размыкающие контакты 25 поляризованного реле размыкаются и ток от обмотки 13 замыкается через выпрямительный мост 20 и включенные относительно друг друга встречно последовательно первые обмотки 26, 28 реле направления мощности первой и второй линий. Одновременно замыкаются замыкающие контакты 30 и 33 поляризованного реле, подготавливающие цепи отключения первой и второй линий к срабатыванию и замыкающие контакты 53, подключающие вторые обмотки 27, 29 реле направления мощности к выходной обмотке трансформатора 36. Через согласно последовательно включенные вторые обмотки 27, 29 реле направления мощности первой и второй линий протекает ток от выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения 36. При превышении геометрической суммы токов первой и второй обмоток одного из реле направления мощности заданного порогового уровня замыкаются его замыкающие контакты 31, 33, соответственно, и размыкаются его размыкающие контакты 32, 35 соответственно, что приводит к подаче оперативного напряжения к цепи отключения соответствующей линии и отключению соответствующей линии, при этом подача оперативного напряжения к цепи отключения другой линии блокируется.Directional differential protection of two parallel lines is implemented as follows. When electrical installations are connected to the network in the wires of phases A1, B1, C1 and A2, B2, C2, its
Изменением числа витков обмотки 13 и сопротивления переменного резистора 24 можно снизить ток небаланса и осуществлять настройку схемы на срабатывание поляризованного реле при определенной степени асимметрии в линиях. Переменными резисторами 41-43 осуществляется настройка схемы на отсутствие тока небаланса, а также уровня (порога) срабатывания реле направления мощности. Конденсатор 23 обеспечивает устойчивое срабатывание поляризованного реле, сглаживая колебания напряжения на выходе выпрямительного моста 20. Конденсаторы 44, 45, 46 обеспечивают надежное срабатывание реле направления мощности при снижении напряжения на шинах подстанции при трехфазных коротких замыканиях вблизи шин подстанции до нуля за счет запасенной энергии в конденсаторах и индуктивностях резонансных контуров, образованных обмотками 37, 38, 39 промежуточиого трансформатора напряжения и упомянутыми конденсаторами. By changing the number of turns of the
При нормальном симметричном режиме работы подключенной к первой и второй линиям электрической установки и отсутствии короткого замыкания в одной из линий первичные и, соответственно, вторичные фазные токи первой и второй линий являются симметричными трехфазными последовательностями. Поэтому при равенстве чисел витков первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока 9 результирующий магнитный поток, созданный этими токами в сердечнике трансформатора 9, равен нулю. Соответственно, равны нулю напряжение на его вторичной обмотке 13 и однонаправленный ток в выходной цепи выпрямительного моста 20. Ток через рабочую и тормозную обмотки 21, 22 поляризованного реле равен нулю, его размыкающие контакты 25 шунтируют первые обмотки 26, 28 реле направления мощности, ток через которые равен нулю. Кроме того замыкающие контакты 53 поляризованного реле разомкнуты и ток через вторые обмотки реле направления мощности не протекает. Поэтому размыкающие контакты 31 и 34 разомкнуты, оперативное напряжение на цепи отключения первой и второй линий не поступает и не происходит их отключения. При разном числе витков первичных обмоток в насыщающемся трансформаторе тока 9 результирующий магнитный поток в его сердечнике отличен от нуля, однако величина определяемого им однонаправленного тока, протекающего по рабочей и тормозной обмоткам 21, 22, может быть ограничена переменным резистором 24 до величины, при которой не происходит срабатывания поляризованного реле и отключения первой и второй линий. In a normal symmetrical mode of operation of an electrical installation connected to the first and second lines and the absence of a short circuit in one of the lines, the primary and, accordingly, secondary phase currents of the first and second lines are symmetric three-phase sequences. Therefore, when the number of turns of the primary windings of the saturable
При возникновении короткого замыкания в одной из защищаемых параллельных линий баланс первичных и, соответственно, вторичных фазных токов в этой линии нарушится, что приведет к созданию в сердечнике насыщающегося трансформатора тока током нулевой последовательности этой линии магнитного потока, при этом магнитный поток в сердечнике насыщающегося трансформатора, наведенный токами другой линии, либо отсутствует, либо значительно ниже магнитного потока, наведенного токами поврежденной линии. Вследствие чего однонаправленный ток, протекающий через рабочую и тормозную обмотки поляризованного реле, превысит порог срабатывания, что приведет к размыканию его размыкающих контактов 25 и замыканию замыкающих контактов 53, 30, 33. Через обмотки 26,28 протекает ток, направление которого относительно напряжения на шинах подстанции определяется линией, в которой возникло короткое замыкание. Так как вторичные обмотки трансформаторов тока первой и второй линий включены встречно относительно друг друга, направление тока через обмотки 26, 28, обусловленное асимметричным режимом одной из линий, противоположно направлению тока, обусловленного асимметричным режимом работы другой линии. Направление тока в выходной обмотке промежуточного трансформатора напряжения не зависит от линии, в которой произошло короткое замыкание, поэтому, учитывая, что обмотки 26, 28 включены встречно, а обмотки 27, 29 согласно относительно друг друга, при возникновении короткого замыкания в первой линии 1 токи через обмотки 26, 27 действуют в одном направлении, обеспечивающем замыкание его замыкающих контактов 31 и размыкание его размыкающих контактов 35. Это приводит к отключению первой линии 1 и блокировки цепи отключения второй линии 2. При возникновении короткого замыкания во второй линии 2 меняется направление тока через обмотки 26, 28. В одном направлении действуют токи, протекающие через обмотки 28, 29. В результате чего замыкаются контакты 34 и размыкаются контакты 32 реле направления мощности второй линии, что приводит к отключению второй линии и блокировки цепи отключения первой линии. Таким образом реализуется направленная дифференциальная защита двух параллельных линий. If a short circuit occurs in one of the protected parallel lines, the balance of the primary and, accordingly, secondary phase currents in this line will be violated, which will lead to the creation of a zero-sequence current of this magnetic flux line in the saturable current transformer core, while the magnetic flux in the core of the saturable transformer, induced by the currents of another line is either absent or significantly lower than the magnetic flux induced by the currents of the damaged line. As a result, the unidirectional current flowing through the working and brake windings of the polarized relay will exceed the threshold, which will lead to the opening of its opening
Источники информации
1. Чернобровов Н.В. Релейная защита, Москва, Энергия, 1971, с. 254-264.Sources of information
1. Chernobrovov N.V. Relay protection, Moscow, Energy, 1971, p. 254-264.
2. Овчинников В. В. Реле РНТ в схемах дифференциальных защит, Москва, Энергия, 1973, с. 27,28. 2. Ovchinnikov VV Relay RNT in schemes of differential protection, Moscow, Energy, 1973, p. 27.28.
3. Справочник по наладке вторичных цепей электростанций и подстанций, Москва, Энергия, 1979, с. 77-78. 3. Handbook for setting up secondary circuits of power plants and substations, Moscow, Energy, 1979, p. 77-78.
4. Алексеев B.C. и др. Реле защиты, Москва, Энергия, 1976, с. 118-122. 4. Alekseev B.C. et al. Protection relays, Moscow, Energy, 1976, p. 118-122.
5. Фокин Г.Г. и др. Панели дистанционных защит ПЗ-2/1 и ПЗ- 2/2, Москва, Энергия, 1975, с. 22-24. 5. Fokin G.G. et al. Remote protection panels PZ-2/1 and PZ-2/2, Moscow, Energy, 1975, p. 22-24.
6. Линт Г.Э. Серийные реле защиты, выполненные на интегральных микросхемах, Москва, Энергоатомиздат, 1990. 6. Lint G.E. Serial protection relays made on integrated circuits, Moscow, Energoatomizdat, 1990.
7. Шнеерсон Э.М. Дистанционные защиты, Москва, Энергоатомиздат, 1986, с. 174-245. 7. Schneerson E.M. Remote Defense, Moscow, Energoatomizdat, 1986, p. 174-245.
8. Чернобровов Н.В. Релейная защита, Москва, Энергия, 1971, с. 64. 8. Chernobrovov N.V. Relay protection, Moscow, Energy, 1971, p. 64.
Claims (6)
подаваемыми на его первую, вторую и третью первичные обмотки, преобразованными основным трехфазным трансформатором напряжения фазными напряжениями шин подстанции, к которым подключены параллельные линии, при этом при замыкании контактов реле направления мощности первой линии обеспечивают отключение первой линии, а при замыкании контактов реле направления мощности второй линии обеспечивают отключение второй линии, а направление включения первой и второй обмоток реле направления мощности первой и второй линий относительно вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока и относительно выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения обеспечивает замыкание контактов реле направления мощности первой линии при ассиметричном режиме работы первой линии и замыкание контактов реле направления мощности второй линии при ассиметричном режиме работы второй линии.1. The method of directional differential protection of two three-phase parallel lines, in accordance with which the current transformers convert the currents of each phase of each of the parallel lines, carry out a geometric summation of the obtained as a result of the conversion of the phase currents of the first line with the currents of the corresponding phases of the second line shifted by 180 o , in this case, the resulting three-phase sequence of currents is obtained, characterized in that an electromagnetic current is formed on the secondary winding of a saturable current transformer relay, supplying to its primary windings the currents of the corresponding phases of the said resulting three-phase sequence of currents, the voltage, magnitude and direction of which correspond to the magnitude and direction of the resulting magnetic flux created by the currents of the said resulting three-phase sequence of currents, the voltage of the secondary winding of the saturable current transformer is converted into a unidirectional current, the value of which corresponds to the value of the aforementioned voltage, when the unidirectional current exceeds given threshold voltage is applied to the secondary winding of the saturable current transformer to the first winding direction of the power relay of the first and second lines to the second winding which is supplied the voltage of the intermediate voltage transformer output winding, the magnitude and direction of which is determined by the total flux created
supplied to its first, second and third primary windings, converted by the main three-phase voltage transformer to the phase voltages of the substation buses, to which parallel lines are connected, in this case, when the contacts of the power direction switch of the first line are closed, the first line is disconnected, and when the contacts of the power direction relay are connected to the second the lines disconnect the second line, and the direction of inclusion of the first and second windings of the power direction relay of the first and second lines relative to the secondary the windings of a saturable current transformer and relative to the output winding of an intermediate voltage transformer provides the closure of the contacts of the power direction switch of the first line in the asymmetric mode of operation of the first line and the closure of the contacts of the power direction switch of the second line in the asymmetric mode of operation of the second line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101968A RU2159490C1 (en) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101968A RU2159490C1 (en) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2159490C1 true RU2159490C1 (en) | 2000-11-20 |
Family
ID=20229838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000101968A RU2159490C1 (en) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2159490C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2525841C2 (en) * | 2009-12-16 | 2014-08-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Protection of parallel lines of power supply grid |
| RU2650488C1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-04-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method of directed differential protection of two three-phase parallel lines |
-
2000
- 2000-01-28 RU RU2000101968A patent/RU2159490C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЧЕРНОБРОВОВ Н.В. Релейная защита. - М.: Энергия, 1973, с. 254 - 265. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2525841C2 (en) * | 2009-12-16 | 2014-08-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Protection of parallel lines of power supply grid |
| RU2650488C1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-04-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method of directed differential protection of two three-phase parallel lines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6437955B1 (en) | Frequency-selective circuit protection arrangements | |
| AU754350B2 (en) | Circuit breaker | |
| RU2159490C1 (en) | Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines | |
| RU2377630C1 (en) | Stabiliser of ac voltage with elements of protection and back-up (versions) | |
| Asghar | Elimination of inrush current of transformers and distribution lines | |
| RU2159980C1 (en) | Method and device for directional overcurrent protection of two parallel lines in three-phase electrical installation | |
| RU2340062C1 (en) | Method of formation and adjustment of transformer and autotransformer differential current protection | |
| RU19339U1 (en) | DEVICE FOR DIRECTED DIFFERENTIAL PROTECTION OF TWO THREE-PHASE PARALLEL LINES (OPTIONS) | |
| RU2137277C1 (en) | Device for differential reverse-sequence current filter of three-phase power installation | |
| RU2176429C1 (en) | Method of differential protection of bus bars of lowest level of voltage in electric installation and gear for its realization | |
| RU2171002C1 (en) | Method and device for differential protection of three-phase power installation buses | |
| RU18808U1 (en) | DEVICE FOR CURRENT DIRECTIONAL PROTECTION OF TWO PARALLEL LINES OF THREE-PHASE ELECTRICAL INSTALLATION (OPTIONS) | |
| SU1030911A1 (en) | Device for power transmission to three-phase loads in isolated neutral system | |
| RU2134475C1 (en) | Reverse-sequence current filter device for three- phase electrical installation | |
| RU182064U1 (en) | A device for balancing voltage in a three-wire high-voltage network | |
| RU2179358C1 (en) | Method and device for remote phase-failure protection of three-phase electrical installation | |
| RU2007006C1 (en) | Device for protection of transformer connected to power line via isolating switch | |
| SU907654A1 (en) | Device for limiting overvoltages and short-circuiting currents at high-voltage substation | |
| US2515784A (en) | Bus bar protection system with current polarized directional current relay | |
| RU2055435C1 (en) | Current protective gear for three-phase electrical installation | |
| RU2007007C1 (en) | Device for protection of transformer connected to power line via isolating switch | |
| SU1686587A2 (en) | Device for current protection of neutral circuit without time delay in a network with twin reactor and insulated neutral against double ground short circuits downstream different branches | |
| SU845219A1 (en) | Controllable reactor | |
| SU736251A1 (en) | Device for earthing protection in ac mains with insulated neutral wire | |
| RU1778857C (en) | Device for limiting ferroresontant and resonant processes |