RU2167479C1 - Method for differential current protection of power mains section against short circuits - Google Patents
Method for differential current protection of power mains section against short circuits Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167479C1 RU2167479C1 RU99120525A RU99120525A RU2167479C1 RU 2167479 C1 RU2167479 C1 RU 2167479C1 RU 99120525 A RU99120525 A RU 99120525A RU 99120525 A RU99120525 A RU 99120525A RU 2167479 C1 RU2167479 C1 RU 2167479C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- connections
- sensors
- currents
- protection
- current
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области релейной защиты электроэнергетических объектов и может быть использовано для защиты от коротких замыканий (КЗ) участков электрических сетей постоянного и переменного тока. The invention relates to the field of relay protection of electric power facilities and can be used for protection against short circuits (short circuit) of sections of electric networks of direct and alternating current.
Известен способ максимально-токовой защиты от КЗ [см., например, книгу: Федосеев А.М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей: Учебное пособие для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1984, с. 357], основанный на измерении и преобразовании во вторичный сигнал (ток или напряжение) с помощью датчика (например, трансформатора тока) электрического тока в каждом из защищаемых присоединений сети, сравнении выходного сигнала каждого датчика с заданным порогом срабатывания защиты и формировании сигнала на отключение соответствующего присоединения при превышении этого порога током в месте включения защиты. Причем сигналы на отключение формируются с временными задержками, обеспечивающими селективность отключения соответствующих присоединений участка сети. There is a method of overcurrent protection against short circuit [see, for example, the book: Fedoseev A.M. Relay protection of electric power systems. Relay protection of networks: Textbook for universities.- M .: Energoatomizdat, 1984, p. 357], based on the measurement and conversion into a secondary signal (current or voltage) using a sensor (for example, a current transformer) of electric current in each of the protected network connections, comparing the output signal of each sensor with a given protection threshold and generating a corresponding shutdown signal connections when this threshold is exceeded by current at the point of protection activation. Moreover, shutdown signals are generated with time delays providing selectivity for disconnecting the corresponding connections of the network section.
Описанный способ токовой защиты обладает низким быстродействием, особенно в сильно разветвленных электрических сетях из-за накопления большой временной задержки на отключение по мере удаления от источника энергии. The described method of current protection has a low speed, especially in highly branched electrical networks due to the accumulation of a large time delay for shutdown as you move away from the energy source.
Известен способ токовой защиты с направленной блокировкой по току питаемых присоединений [см. книгу: В.В. Михайлов, Е.В. Кириевский, Е.М. Ульяницкий и др. Микропроцессорные гибкие системы релейной защиты. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 162-164, рис.5.5], в котором устранен недостаток максимально-токовой защиты (низкое быстродействие) при обеспечении абсолютной селективности. Суть способа заключается в том, что кроме сигналов на отключение присоединений защищаемого участка в процессе контроля формируют также сигналы блокировки отключения, в качестве которых используют сигналы от датчиков, установленных на питаемых присоединениях участка сети. Блокировка срабатывания защиты производится в пусковых режимах или режимах КЗ вне защищаемого участка. Благодаря выбору соответствующих порогов срабатывания пусковых релейных элементов на отключение участка и на блокировку этого отключения обеспечивается абсолютная селективность работы защиты. Однако описанный способ токовой защиты с блокировкой по току питаемых присоединений обладает невысокой чувствительностью в режимах с несколькими питающими присоединениями и замыканиях через электрическую дугу [см. там же, с. 167]. There is a method of current protection with directional blocking by current of the supplied connections [see book: V.V. Mikhailov, E.V. Kirievsky, E.M. Ulyanitsky et al. Microprocessor-based flexible relay protection systems. - M .: Energoatomizdat, 1988, p. 162-164, Fig.5.5], which eliminated the lack of overcurrent protection (low speed) while ensuring absolute selectivity. The essence of the method lies in the fact that in addition to signals to disconnect the connections of the protected section during the control process, they also generate blocking signals of shutdown, which are used as signals from sensors installed on the powered connections of the network section. The protection operation is blocked in start-up or short-circuit modes outside the protected area. By choosing the appropriate trigger thresholds for the starting relay elements to shut off the section and block this shutdown, absolute selectivity of the protection operation is ensured. However, the described method of current protection with current blocking of the supplied connections has low sensitivity in modes with several supply connections and short circuits through an electric arc [see in the same place, with. 167].
Известен способ дифференциально-токовой защиты участков электрической сети [см., например, статью: Ю.Г. Жуковский, Е.В. Кириевский, Г.П. Фоменко. Сравнительный анализ токовых защит сети постоянного тока // Тр. Новочеркасского полит. ин-та. Приборы и устройства автоматики. 1974. Том 292, С. 100-104] , который является наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемому техническому решению. A known method of differential current protection of sections of the electric network [see, for example, the article: Yu.G. Zhukovsky, E.V. Kirievsky, G.P. Fomenko. Comparative analysis of current protection of a direct current network // Tr. Novocherkassk polit. in-that. Instruments and automation devices. 1974. Volume 292, S. 100-104], which is the closest in technical essence (prototype) to the claimed technical solution.
Этот способ основан на измерении и преобразовании с помощью датчиков во вторичные сигналы (токи или напряжения) электрических токов питающих и питаемых присоединений защищаемого участка, формировании информативного параметра, пропорционального геометрической сумме токов всех присоединений, и команды на отключение защищаемого участка при превышении информативным параметром заданного порога срабатывания защиты. Датчики тока имеют направленную характеристику и настроены таким образом, что их выходные токи (или напряжения) положительны при протекании первичных токов в сети в защищаемую зону и отрицательны при протекании первичных токов из защищаемой зоны. Таким образом, в нормальном эксплуатационном режиме сети полярность выходных сигналов датчиков питаемых присоединений отрицательная, датчиков питающих присоединений - положительная. Поэтому при геометрическом суммировании (со своими знаками) выходных сигналов всех датчиков в нормальном эксплуатационном режиме результирующий сигнал равен нулю, т.е. команда на срабатывание защиты не поступает. При возникновении КЗ в защищаемой зоне полярность выходных сигналов датчиков питаемых присоединений меняется на положительную, и в результате геометрического суммирования выходных сигналов всех датчиков формируется отличный от нуля результирующий сигнал на отключение защиты. This method is based on measuring and converting using sensors to secondary signals (currents or voltages) the electric currents of the supply and supply connections of the protected section, the formation of an informative parameter proportional to the geometric sum of the currents of all connections, and the command to disconnect the protected section when the information threshold exceeds the specified threshold protection tripping. Current sensors have a directional characteristic and are configured in such a way that their output currents (or voltages) are positive when primary currents flow in the network to the protected zone and negative when primary currents flow from the protected zone. Thus, in the normal operating mode of the network, the polarity of the output signals of the sensors of the supply connections is negative, the sensors of the supply connections are positive. Therefore, when geometric summation (with its own signs) of the output signals of all sensors in the normal operating mode, the resulting signal is zero, i.e. the command to activate the protection is not received. When a short circuit occurs in the protected zone, the polarity of the output signals of the sensors of the supplied connections changes to positive, and as a result of geometric summation of the output signals of all the sensors, a non-zero resulting signal to turn off the protection is formed.
Недостатком способа-прототипа является ограниченная чувствительность защиты (особенно в режимах дуговых замыканий с высоким остаточным напряжением) из-за необходимости увеличения порога срабатывания для отстройки от больших токов небаланса при внешних КЗ. (Как известно, токи небаланса плеч дифференциально-токовой защиты обусловлены неидентичностью характеристик датчиков тока и проявляются в том, что при внешних КЗ, когда сигнал (информативный параметр) на входе реагирующего органа (порогового элемента) должен быть равным нулю, в действительности информативный параметр имеет ненулевое значение, что может вызвать ложное срабатывание защиты, если не поднять порог срабатывания реагирующего органа, а значит, затрубить защиту). The disadvantage of the prototype method is the limited sensitivity of the protection (especially in arc modes with high residual voltage) due to the need to increase the threshold for detuning from large unbalance currents with external short-circuit. (As you know, the currents of the unbalance of the arms of the differential current protection are due to the non-identical characteristics of the current sensors and are manifested in the fact that with external short-circuit, when the signal (informative parameter) at the input of the reacting organ (threshold element) must be equal to zero, in fact, the informative parameter non-zero value, which can cause a false response of the protection if you do not raise the response threshold of the reacting authority, and therefore, annul the protection).
Другим недостатком способа-прототипа является невысокое быстродействие, особенно в режимах дуговых замыканий с высоким остаточным напряжением, что связано с медленным нарастанием аварийного тока, соизмеримого по величине с номинальным током (и как следствие медленным увеличением значения информативного параметра). В результате увеличивается интервал времени от момента возникновения КЗ до момента достижения информативным параметром заданного порога срабатывания защиты. Another disadvantage of the prototype method is its low speed, especially in arc fault modes with a high residual voltage, which is associated with a slow increase in the emergency current, comparable in magnitude with the rated current (and as a result, a slow increase in the value of the informative parameter). As a result, the time interval increases from the moment of short-circuit occurrence to the moment when the informative parameter reaches the specified protection threshold.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение чувствительности и быстродействия дифференциально-токовой защиты участка электрической сети от КЗ. The objective of the proposed technical solution is to increase the sensitivity and speed of differential-current protection of a section of the electric network from short circuit.
Решение задачи достигается тем, что в известном способе дифференциально-токовой защиты участка электрической сети от коротких замыканий, основанном на измерении и преобразовании с помощью датчиков тока во вторичные сигналы (токи или напряжения) электрических токов питающих и питаемых присоединений, формировании 1-го информативного параметра, пропорционального геометрической сумме токов всех присоединений, и команды на отключение защищаемого участка, дополнительно формируют 2-й информативный параметр, пропорциональный разности геометрических сумм токов питающих и питаемых присоединений, и 3-й информативный параметр как отношение 1-го информативного параметра к 2-му информативному параметру, а команду на отключение защищаемого участка формируют при превышении 3-м информативным параметром заданного порога срабатывания защиты. The solution to the problem is achieved by the fact that in the known method of differential current protection of a section of the electric network from short circuits, based on measuring and converting using current sensors into secondary signals (currents or voltages) the electric currents of the supply and supply connections, forming the first informative parameter , proportional to the geometric sum of the currents of all the connections, and the command to disconnect the protected area, additionally form the 2nd informative parameter proportional to the difference of the geome ternary sums of the currents of the supply and supply connections, and the 3rd informative parameter as the ratio of the 1st informative parameter to the 2nd informative parameter, and the command to disconnect the protected section is generated when the 3rd informative parameter exceeds the specified protection threshold.
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что дополнительно формируют 2-й информативный параметр, пропорциональный разности геометрических сумм токов питающих и питаемых присоединений, и 3-й информативный параметр как отношение 1-го информативного параметра к 2-му информативному параметру, а команду на отключение защищаемого участка формируют при превышении 3-м информативным параметром заданного порога срабатывания защиты. The claimed technical solution differs from the prototype in that it additionally forms the 2nd informative parameter proportional to the difference in the geometric sums of the currents of the supply and supply connections, and the 3rd informative parameter as the ratio of the 1st informative parameter to the 2nd informative parameter, and the command disconnection of the protected area is formed when the 3rd informative parameter exceeds the set protection threshold.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволяет установить соответствие его критерию "новизна". Comparison of the claimed technical solution with the prototype allows us to establish compliance with its criterion of "novelty."
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия". Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype, are not identified in other technical solutions in the study of this and related areas of technology and, therefore, provide the claimed solution with the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ дифференциально-токовой защиты. Оно содержит датчики тока (Ds) 1 и 2, установленные по концам питающих присоединений 3 и 4, датчики тока (Dc) 5 и 6, установленные по концам питаемых присоединений 7 и 8, устройство геометрического суммирования сигналов датчиков всех присоединений (C) 9, устройство геометрического суммирования сигналов датчиков питающих присоединений (C) 10, устройство геометрического суммирования сигналов датчиков питаемых присоединений (C) 11, устройство вычитания (B) 12, устройство деления (D) 13 и реагирующий орган (P) 14 с выдержкой времени.In FIG. 1 shows a structural diagram of a device that implements the proposed method of differential current protection. It contains current sensors (D s ) 1 and 2, installed at the ends of
Выходы датчиков Ds 1 и 2, установленных по концам питающих присоединений 3 и 4 защищаемого участка сети, подключены к входам устройств суммирования (C) 9 и 10, выходы датчиков (Dc) 5 и 6, установленных по концам питаемых присоединений 7 и 8, подключены к входам устройств суммирования (C) 9 и 11. Выходы C 10 и C 11 подключены к входам C 9 и соответственно к входам "уменьшаемое" и "вычитаемое" устройства вычитания (B) 12. Выходы C 9 и (B) 12 подсоединены соответственно к входам "делимое" и "делитель" устройства деления (D) 13, к выходу которого подключен первый вход реагирующего органа (P) 14 с выдержкой времени. Второй вход P 14 служит для подачи напряжения уставки (порога) срабатывания Uср, соответствующей заданному току срабатывания защиты.The outputs of the sensors D s 1 and 2 installed at the ends of the
На фиг. 2 приведены графики, иллюстрирующие характер нарастания 1-го информативного параметра при использовании способа прототипа (кривая 15) и 3-го информативного параметра при использовании заявляемого способа защиты (кривая 16) в случае возникновения КЗ в защищаемой зоне. In FIG. 2 are graphs illustrating the nature of the increase in the 1st informative parameter when using the prototype method (curve 15) and the 3rd informative parameter when using the proposed protection method (curve 16) in the event of a short circuit in the protected zone.
Реализация предлагаемого способа осуществляется следующим образом. Implementation of the proposed method is as follows.
При возникновении в момент времени t0 (см. фиг. 2) КЗ в защищаемой зоне участка сети, ограниченной n датчиками тока (в данном случае четырьмя датчиками 1,2,3,4), к месту КЗ начинают протекать аварийные токи по питающим присоединениям 3, 4 и питаемым присоединениям 7, 8. На выходах датчиков 1, 2 и 7, 8 присутствуют сигналы (в общем случае токи или напряжения в зависимости от исполнения датчиков, далее примем, что напряжения), пропорциональные соответствующим первичным токам. Причем благодаря направленным характеристикам датчиков выходные напряжения Usi (где i = 1, 2,...n-m) датчиков питающих присоединений (в данном примере согласно фиг. 1 датчиков 1 и 2) и выходные напряжения Ucj (где j = 1,2,...m) датчиков питаемых присоединений (в данном примере согласно фиг. 1 датчиков 5 и 6) имеют положительную полярность (так как первичные токи питающих и питаемых присоединений текут в защищаемую зону). В результате на выходе C 9 результирующее напряжение UΣ в данном режиме равно сумме модулей выходных сигналов всех датчиков и имеет положительную полярность. На выходе C 10 результирующее напряжение UC11 равно сумме выходных напряжений датчиков тока питающих присоединений и имеет в этом режиме положительную полярность. На выходе C 11 результирующее напряжение UC10 равно сумме выходных напряжений датчиков тока питаемых присоединений и имеет в этом режиме также положительную полярность.When a fault occurs at time t 0 (see Fig. 2), in the protected area of the network section bounded by n current sensors (in this case, four
Устройством вычитания B 12 формируется разность напряжений U- = UC10 - UC11
Устройством деления D 13 формируется напряжение UД13= UΣ/U_, которое подается на информационный вход реагирующего органа P 14 и сравнивается в нем с заданной уставкой срабатывания Uср. Эта уставка выбирается таким образом, что P14 в режиме КЗ в зоне срабатывает и формирует команду на отключение защищаемого участка сети (автоматические выключатели, установленные по концам всех присоединений участка сети).The subtractor B 12 generates the voltage difference U - = U C10 - U C11
The dividing device D 13 generates a voltage U D13 = U Σ / U_, which is fed to the information input of the reacting organ P 14 and compared in it with a given operating setpoint U cf. This setting is selected in such a way that P14 in the short circuit mode in the zone is activated and generates a command to disconnect the protected network section (circuit breakers installed at the ends of all connections of the network section).
Следует обратить особое внимание на то, что величина напряжения, поступающего на информационный вход P14, при реализации заявляемого способа значительно больше, чем при реализации способа-прототипа. В самом деле, в способе-прототипе это напряжение равно UΣ, а в заявляемом способе, как показано выше, оно равно UΣ/U_, где U_ в режиме КЗ в зоне в идеале представляет собой величину, равную нулю (если пренебречь напряжениями небаланса датчиков). Поэтому, как показано на фиг. 2, крутизна кривой напряжения на входе P14 при реализации заявляемого способа (кривая 16) значительно больше, чем при реализации способа-прототипа (кривая 15), а значит, это напряжение после возникновения КЗ в зоне достигает порога срабатывания Uср реагирующего органа P14 раньше, чем при реализации способа-прототипа, т.е. tср.3. < tср.п, где tср.3, tср.п - значения времени срабатывания защиты соответственно для заявляемого способа и прототипа. Это означает, что быстродействие защиты, выполненной в соответствии с заявляемым способом, выше, чем при реализации способа-прототипа.Particular attention should be paid to the fact that the magnitude of the voltage supplied to the information input P14, when implementing the proposed method is much greater than when implementing the prototype method. In fact, in the prototype method, this voltage is equal to U Σ , and in the claimed method, as shown above, it is equal to U Σ / U_, where U _ in the short-circuit mode in the zone, ideally, is a value equal to zero (if we neglect the voltages unbalance sensors). Therefore, as shown in FIG. 2, the slope of the voltage curve at the input P14 when implementing the proposed method (curve 16) is much greater than when implementing the prototype method (curve 15), which means that this voltage after the occurrence of a short circuit in the zone reaches the response threshold U cf of the reacting organ P14 earlier, than when implementing the prototype method, i.e. t avg . 3 . <t cf. , where t cf. 3 , t cf.p are the response times of the protection, respectively, for the proposed method and prototype. This means that the speed of protection performed in accordance with the claimed method is higher than when implementing the prototype method.
При возникновении за пределами защищаемого участка сети внешнего КЗ, на которое защита не должна реагировать, к месту КЗ по питающим присоединениям 3, 4 и питаемым присоединениям 7, 8 начинают протекать аварийные токи. На выходах датчиков 1, 2 и 7, 8 присутствуют напряжения, пропорциональные соответствующим первичным токам. Причем благодаря направленным характеристикам датчиков выходные напряжения Usi (где i = 1, 2,... n - m) датчиков питающих присоединений (датчиков 1 и 2 согласно фиг. 1) имеют положительную полярность (аварийные токи питающих присоединений текут в зону), а выходные напряжения Ucj (где j = 1, 2....m) датчиков питаемых присоединений (датчиков 5 и 6 согласно фиг. 1) - отрицательную полярность (аварийные токи питаемых присоединений текут из зоны). В результате на выходе C9 результирующее напряжение UΣ в данном режиме равное геометрической сумме выходных сигналов всех датчиков в идеальном случае равно нулю (пренебрегая небалансом из-за неидентичности характеристик датчиков). Однако в реальных условиях это напряжение отличается от нуля, т.е. UΣ = Uнб, где Uнб - напряжение небаланса.If an external short circuit occurs outside the protected section of the network, to which the protection should not respond, emergency currents begin to flow to the short circuit point along the
На выходе C10 результирующее напряжение UC10 равно сумме выходных напряжений датчиков тока питающих присоединений и имеет в этом режиме положительную полярность. На выходе C11 результирующее напряжение UC11 равно сумме выходных напряжений датчиков тока питаемых присоединений и имеет в этом режиме отрицательную полярность. Устройством вычитания B 12 формируется разность напряжений U_ = UC10 - UC11, каждое из которых учитывается со своим знаком, т. е. результирующее напряжение U_ оказывается равным сумме модулей выходных напряжений всех датчиков и имеет положительную полярность.At the output of C10, the resulting voltage U C10 is equal to the sum of the output voltages of the current sensors of the supply connections and in this mode has a positive polarity. At the output of C11, the resulting voltage U C11 is equal to the sum of the output voltages of the current sensors of the fed connections and in this mode has a negative polarity. The subtractor B 12 generates the voltage difference U _ = U C10 - U C11 , each of which is taken into account with its own sign, i.e., the resulting voltage U _ is equal to the sum of the output voltage modules of all the sensors and has a positive polarity.
Устройством деления D13 формируется напряжение UД13= UΣ/U_= Uнб/U_,которое подается на информационный вход реагирующего органа P14 и сравнивается в нем с заданной уставкой срабатывания Uср, которая выбирается такой, что величины напряжения UД13 оказывается недостаточно для срабатывания P14 (загрубление у ставки срабатывания).The dividing device D13 generates a voltage U D13 = U Σ / U_ = U nb / U_, which is fed to the information input of the reacting organ P14 and compared in it with a given operating setpoint U cf , which is selected such that the voltage U U D13 is not enough to operate P14 (roughening at the response rate).
Следует обратить внимание на то, что величина напряжения, поступающего на информационный вход P14 в режиме внешнего КЗ при реализации заявляемого способа, оказывается значительно меньше, чем при реализации способа-прототипа. В самом деле, в способе-прототипе это напряжение равно Uнб, а в заявляемом способе, как показано выше, оно равно Uнб/U_, т.е. меньше в U_ раз, где U_ > 1. Это означает, что небаланс при реализации способа-прототипа уменьшается в U_ раз по сравнению со способом-прототипом. Учитывая, что уставка срабатывания реагирующего органа P14, а значит, и уставка срабатывания защиты в целом выбирается из условия отстройки от токов (напряжений) небаланса, становится ясным, что при реализации заявляемого способа, благодаря возможности уменьшить уставку срабатывания реагирующего органа P14, чувствительность защиты оказывается выше, чем при реализации способа-прототипа.It should be noted that the magnitude of the voltage supplied to the information input P14 in the external short-circuit mode when implementing the proposed method is much less than when implementing the prototype method. In fact, in the prototype method, this voltage is equal to U nb , and in the claimed method, as shown above, it is equal to U nb / U _ , i.e. less than U _ times, where U _ > 1. This means that the imbalance in the implementation of the prototype method is reduced by U _ times compared with the prototype method. Given that the response setting of the reacting organ P14, and therefore the protection response, as a whole, is selected from the condition of detuning from unbalance currents (voltages), it becomes clear that when implementing the proposed method, due to the ability to reduce the response setting of the reacting organ P14, the protection sensitivity is higher than when implementing the prototype method.
Таким образом, суть предлагаемого технического решения заключается в введении двух дополнительных по сравнению с прототипом процедур - во-первых, операции определения разности геометрических сумм выходных напряжений (токов) датчиков тока питающих и питаемых присоединений и, во-вторых, логометрической процедуры, заключающейся в определении сравниваемого затем с заданной уставкой срабатывания отношения суммы напряжений (токов) всех датчиков к упомянутой разности геометрических сумм выходных напряжений датчиков тока питающих и питаемых присоединений защищаемого участка сети. Thus, the essence of the proposed technical solution lies in the introduction of two additional procedures compared to the prototype - firstly, the operation of determining the difference in the geometric sums of the output voltages (currents) of the current sensors of the supply and supply connections and, secondly, the ratiometric procedure, which consists in determining then compared with a given setpoint of operation, the ratio of the sum of the voltages (currents) of all the sensors to the mentioned difference of the geometric sums of the output voltages of the current sensors supply and power x connections of the protected network section.
Для оценки эффекта, достигаемого реализацией предлагаемого способа, рассмотрим конкретный пример. To assess the effect achieved by the implementation of the proposed method, consider a specific example.
Пример. Защищаемый участок электрической сети постоянного тока состоит из n = 5 присоединений, причем количество питаемых присоединений m = 3, а питающих n-m = 2. На всех присоединениях установлены идентичные датчики тока с равными относительными мультипликативными (γ) и аддитивными (γ0) погрешностями, причем примем γ = γ0= 0,1. Пусть кратность тока при внешнем КЗ равна a = 1,5 (режим дугового КЗ с высоким остаточным напряжением в месте повреждения). Принимаем кратность тока отсоса от точки КЗ при замыкании через электрическую дугу в защищаемой зоне (в относительных единицах по отношению к номинальному току) I = 1,0 по отношению к номинальному току. Рассчитаем уставку срабатывания реагирующего органа и чувствительность дифференциально-токовой защиты участка сети, выполненной: а) в соответствии с заявляемым способом; б) в соответствии со способом-прототипом.Example. The protected section of the direct current electric network consists of n = 5 connections, with the number of powered connections m = 3 and power supply nm = 2. On all connections identical current sensors are installed with equal relative multiplicative (γ) and additive (γ 0 ) errors, moreover we take γ = γ 0 = 0.1. Let the current multiplicity with an external short-circuit be equal to a = 1.5 (arc short-circuit mode with a high residual voltage at the fault location). We take the multiplicity of the suction current from the short-circuit point when closing through an electric arc in the protected zone (in relative units with respect to the rated current) I = 1.0 with respect to the rated current. We calculate the response setting of the reacting organ and the sensitivity of the differential current protection of the network section, performed: a) in accordance with the claimed method; b) in accordance with the prototype method.
Согласно [Ю. Г. Жуковский, Е.В. Кириевский, Г.П. Фоменко. Сравнительный анализ токовых защит сети постоянного тока // Тр. Новочеркасского полит. ин-та. Приборы и устройства автоматики. 1974. Том 292, с. 102] выражения для U_ и UΣ можно записать в следующем виде:
U_= UC10-UC11= 2k(a•γ+n•γ0), (1)
UΣ= k•[2a+γ0(n-2m)] (2)
где k - коэффициент пропорциональности, учитывающий номинальные токи присоединений и коэффициент передачи датчиков тока.According to [Yu. G. Zhukovsky, E.V. Kirievsky, G.P. Fomenko. Comparative analysis of current protection of a direct current network // Tr. Novocherkassk polit. in-that. Instruments and automation devices. 1974. Volume 292, p. 102] the expressions for U _ and U Σ can be written as follows:
U_ = U C10 -U C11 = 2k (a • γ + n • γ 0 ), (1)
U Σ = k • [2a + γ 0 (n-2m)] (2)
where k is the proportionality coefficient taking into account the rated currents of the connections and the transmission coefficient of the current sensors.
Тогда в соответствии с заявляемым способом и на основании (1) и (2) уставка срабатывания P 14 (в относительных единицах) должна выбираться из условия
Тогда ток срабатывания защиты (в относительных единицах по отношению к номинальному току) согласно [там же, с. 102-103] равен:
Проведем аналогичный расчет для дифференциально-токовой защиты, выполненной в соответствии со способом-прототипом.Then, in accordance with the claimed method and on the basis of (1) and (2), the setpoint of operation P 14 (in relative units) must be selected from the condition
Then the protection operation current (in relative units with respect to the rated current) according to [ibid., P. 102-103] is equal to:
We will carry out a similar calculation for the differential current protection, made in accordance with the prototype method.
Согласно [там же, с. 102, 103] для дифференциально-токовой защиты, выполненной в соответствии со способом-прототипом, уставка срабатывания реагирующего органа и ток срабатывания защиты (в относительных единицах) определяются как
Ucp≥ 2(a•γ+n•γ0) = 2(1,5•0,1+5•0,1) = 1,3
Сравнивая результаты расчета для прототипа и заявляемого способа, видно, что при прочих равных условиях чувствительность дифференциально-токовой защиты, реализованной в соответствии с заявляемым способом, в данном примере в 4, 7 раза выше, чем чувствительность защиты, реализованной согласно способу-прототипу.According to [ibid., P. 102, 103] for the differential-current protection made in accordance with the prototype method, the response setting of the reacting organ and the protection operation current (in relative units) are defined as
U cp ≥ 2 (a • γ + n • γ 0 ) = 2 (1.5 • 0.1 + 5 • 0.1) = 1.3
Comparing the calculation results for the prototype and the proposed method, it can be seen that, ceteris paribus, the sensitivity of the differential current protection implemented in accordance with the claimed method is 4, 7 times higher in this example than the sensitivity of the protection implemented according to the prototype method.
Таким образом, реализация дифференциально-токовой защиты в соответствии с предлагаемым способом обеспечивает по сравнению с прототипом повышение быстродействия и чувствительности. Thus, the implementation of the differential current protection in accordance with the proposed method provides, in comparison with the prototype, an increase in speed and sensitivity.
Наиболее целесообразно применение заявляемого технического решения в автономных низковольтных электроэнергетических системах постоянного и переменного тока, где наиболее вероятны дуговые замыкания с высокими остаточными напряжениями в месте повреждения, выявление которых требует от устройств защиты повышенной чувствительности и быстродействия. The most appropriate application of the proposed technical solution in autonomous low-voltage electric systems of direct and alternating current, where the most likely arc faults with high residual voltages at the site of damage, the identification of which requires protection devices with increased sensitivity and speed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99120525A RU2167479C1 (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Method for differential current protection of power mains section against short circuits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99120525A RU2167479C1 (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Method for differential current protection of power mains section against short circuits |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2167479C1 true RU2167479C1 (en) | 2001-05-20 |
| RU99120525A RU99120525A (en) | 2001-06-10 |
Family
ID=20225305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99120525A RU2167479C1 (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Method for differential current protection of power mains section against short circuits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2167479C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2648249C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-03-23 | Александр Леонидович Куликов | Method of differential protection of electrical network parts |
-
1999
- 1999-09-29 RU RU99120525A patent/RU2167479C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЖУКОВСКИЙ Ю.Г. и др. Сравнительный анализ токовых защит сети постоянного тока. В: Труды Новочеркасского политехнического института. Приборы и устройства автоматики. - Новочеркасск, 1974, т. 492, с. 100-104. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2648249C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-03-23 | Александр Леонидович Куликов | Method of differential protection of electrical network parts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Redfern et al. | Protection against loss of utility grid supply for a dispersed storage and generation unit | |
| Redfern et al. | A new microprocessor based islanding protection algorithm for dispersed storage and generation units | |
| US4825327A (en) | Negative and zero sequence directional overcurrent unit for AC power transmission line protection | |
| CN103792459A (en) | Methods and apparatus for testing an electronic trip device | |
| EP2633595A2 (en) | A protection relay for sensitive earth fault portection | |
| WO2016109690A1 (en) | Circuit breaker with current monitoring | |
| Sidhu et al. | A power transformer protection technique with stability during current transformer saturation and ratio-mismatch conditions | |
| EP0453196B1 (en) | Transformer differential relay | |
| CN107431349B (en) | The method of controlled energization for converter | |
| RU2167479C1 (en) | Method for differential current protection of power mains section against short circuits | |
| JP2019110710A (en) | Protection device for dispersion type power supply and system equipped with the same | |
| US20170331232A1 (en) | Residual current monitor | |
| US7420343B2 (en) | Current limiting DC motor starter circuit | |
| JP4948316B2 (en) | limiter | |
| KR20180087508A (en) | Appatus for protecting of microgrid using superimposed reactive energy and method thereof | |
| EP4290764A1 (en) | Impedance measurement method and photovoltaic system | |
| KR101616797B1 (en) | Earth leakage circuit breaker | |
| KR20200003631A (en) | Protection device and method for distributed energy resources in electric distribution system | |
| TWI565194B (en) | Fault detecting device and fault detecting method of grid-connected power generation system | |
| JP4921246B2 (en) | Ground fault distance relay | |
| JP3336756B2 (en) | Method of detecting islanding operation of grid-connected inverter | |
| JP2001298850A (en) | Ground detector of photovoltaic power generation panel | |
| JP3107687B2 (en) | Grid-connected inverse converter | |
| Aldeen et al. | Faults detection and mitigation in excitation control of synchronous machines in large-scale power grids | |
| JP7293085B2 (en) | SYSTEM SWITCHING DETECTION DEVICE FOR POWER SYSTEM, SOLAR POWER OUTPUT ESTIMATION DEVICE AND METHOD |