RU2171003C1 - Method and device for differential protection of three-phase power transmission line - Google Patents
Method and device for differential protection of three-phase power transmission line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2171003C1 RU2171003C1 RU2000114312/09A RU2000114312A RU2171003C1 RU 2171003 C1 RU2171003 C1 RU 2171003C1 RU 2000114312/09 A RU2000114312/09 A RU 2000114312/09A RU 2000114312 A RU2000114312 A RU 2000114312A RU 2171003 C1 RU2171003 C1 RU 2171003C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- line
- phase
- windings
- current transformer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Protection Of Transformers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано в качестве основной защиты на линиях электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to relay protection, and can be used as the main protection on high and ultra-high voltage power lines.
Известен способ дифференциальной высокочастотной защиты, при котором информация о фазе токов в линии передается с одной стороны линии на другую посредством сигнала высокой частоты, при этом для сравнения фаз токов на разных концах линии используют симметричные составляющие, получаемые от фильтров, преобразующих трехфазную систему токов в однофазную (см. с. 368-379 [1] ). Недостатком известного способа является необходимость использования для его реализации комбинированного фильтра прямой и обратной последовательностей и реле полного сопротивления, для работы которого необходимо наличие цепей напряжения, при этом создается большая нагрузка на токовые цепи защиты, из-за чего чувствительность известного способа защиты невысока и требуются сложные средства для ее реализации. A known method of differential high-frequency protection, in which information about the phase of the currents in the line is transmitted from one side of the line to the other using a high-frequency signal, while to compare the phases of the currents at different ends of the line, symmetrical components are used, obtained from filters that convert a three-phase current system to a single-phase (see p. 368-379 [1]). The disadvantage of this method is the need to use for its implementation of a combined filter of forward and reverse sequences and an impedance relay, the operation of which requires the presence of voltage circuits, which creates a large load on the current protection circuit, which is why the sensitivity of the known protection method is low and requires complex means for its implementation.
Известно устройство дифференциальной высокочастотной защиты, содержащее на каждой стороне линии электропередачи датчики фазовых токов, комбинированные фильтры токов прямой и обратной последовательностей, реле полного сопротивления, приемопередатчик и цепи отключения защиты и пуска приемопередатчика с. 368-379 [1]. Недостатком известного устройства является наличие в его составе комбинированного фильтра токов прямой и обратной последовательностей и реле полного сопротивления, для работы которого необходимо наличие цепей напряжения, при этом создается большая нагрузка на токовые цепи защиты, из-за чего известное устройство достаточно сложное и его чувствительность невысока. A device for differential high-frequency protection is known, comprising phase current sensors on each side of the power line, combined forward and reverse sequence current filters, impedance relays, a transceiver, and a circuit for tripping protection and starting the transceiver 368-379 [1]. A disadvantage of the known device is the presence in its composition of a combined filter of currents of forward and reverse sequences and an impedance relay, the operation of which requires the presence of voltage circuits, which creates a large load on the current protection circuits, which is why the known device is quite complex and its sensitivity is low .
Техническим результатом настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков, а также повышение надежности. The technical result of the present invention is to eliminate the above disadvantages, as well as improving reliability.
Указанный технический результат достигается за счет того, что при реализации способа дифференциальной высокочастотной защиты трехфазной линии электропередачи, в соответствии с которым информация о фазе токов в линии передается с одной стороны линии на другую посредством сигналов высокой частоты по каналу, в качестве которого используется сама защищаемая линия, на каждой стороне линии контролируют токи в каждой фазе с помощью трансформаторов тока, первичные обмотки которых включены в разрыв силовой цепи каждой фазы, при этом обмотки одноименных фаз включены встречно относительно друг друга, определяют фазовый сдвиг между токами на обоих сторонах линии, на каждой стороне линии геометрически суммируют ток вторичной обмотки трансформатора тока фазы A со сдвинутым на 180o током вторичной обмотки трансформатора тока фазы B и тока вторичной обмотки трансформатора тока фазы C со сдвинутым на 180o током вторичной обмотки трансформатора тока фазы B, подают полученные в результате геометрического суммирования результирующие токи на первую и вторую первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока электромагнитного токового реле, ориентированные таким образом, что магнитные потоки, наведенные результирующими токами, складываются, и на вторичной обмотке насыщающегося трансформатора тока формируется напряжение, величина которого соответствует величине результирующего магнитного потока, созданного токами его первичных обмоток, при этом в короткозамкнутой обмотке насыщающегося трансформатора тока формируется ток, величина и фаза которого соответствует величине и фазе суммы результирующих токов, преобразуют напряжение вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока в однонаправленный ток, при превышении которым заданного порогового уровня подают сигнал "пуск" на приемопередатчик соответствующей стороны линии, при этом в приемопередатчике преобразуется поступающий на его информационный вход через промежуточный трансформатор ток короткозамкнутой обмотки насыщающегося трансформатора тока в сигнал высокой частоты, содержащий информацию о фазе упомянутого тока короткозамкнутой обмотки, который передается по линии в приемопередатчик другой стороны линии, принимается сигнал высокой частоты, поступающий от приемопередатчика другой стороны линии, путем использования информации соответствующих сигналов высокой частоты сравниваются фазы токов короткозамкнутых обмоток насыщающихся трансформаторов тока электромагнитных токовых реле одной и другой сторон линии и если сдвиг между упомянутыми фазами по абсолютной величине меньше заданной величины, отключают линию.This technical result is achieved due to the fact that when implementing the method of differential high-frequency protection of a three-phase power line, according to which information about the phase of the currents in the line is transmitted from one side of the line to the other through high-frequency signals through the channel, which is used as the protected line , on each side of the line control the currents in each phase using current transformers, the primary windings of which are included in the open circuit of the power circuit of each phase, while the windings are noimennyh phases included opposite to each other, define a phase shift between the currents on both sides of the line on each side of a line geometrically summed current of the secondary winding phase current transformer A with shifted by 180 o current secondary winding phase current transformer B and the current transformer secondary winding phase current C with o-shifted by 180 the phase current of the secondary winding of the current transformer B, serves the resulting geometric summing the resulting currents at the first and second primary windings saturating I of the current transformer of the electromagnetic current relay, oriented in such a way that the magnetic fluxes induced by the resulting currents are added, and a voltage is formed on the secondary winding of the saturable current transformer, the value of which corresponds to the value of the resulting magnetic flux created by the currents of its primary windings, while in a short-circuited winding a saturable current transformer forms a current, the magnitude and phase of which corresponds to the magnitude and phase of the sum of the resulting currents, the conversion the voltage of the secondary winding of the saturable current transformer is converted into a unidirectional current, when a predetermined threshold level is exceeded, a start signal is transmitted to the transceiver of the corresponding side of the line, while the transformer transformed to its information input through an intermediate transformer transmits the short-circuit current of the saturable current transformer to a high signal frequency containing information about the phase of the said current of the short-circuited winding, which is transmitted along the line to the transceiver on the other side of the line, a high-frequency signal is received from the transceiver on the other side of the line, using the information of the corresponding high-frequency signals, the phases of the currents of the short-circuited windings of saturable current transformers of the electromagnetic current relays of one and the other sides of the line are compared and if the shift between the phases is less set value, turn off the line.
Кроме того, целесообразно подавать на третью первичную обмотку, расположенную на среднем стержне трехстержневого сердечника насыщающегося трансформатора тока электромагнитного токового реле, ток фазы B, при этом направление протекания тока фазы B через третью первичную обмотку насыщающегося трансформатора тока выбирается из условия вычитания наведенного этим током магнитного потока из магнитных потоков, наведенных результирующими токами, протекающими через первую и вторую первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока. In addition, it is advisable to apply a phase B current to the third primary winding located on the middle core of the three-core core of the saturable current transformer of the electromagnetic current relay, while the direction of the current of phase B through the third primary winding of the saturable current transformer is selected from the condition of subtracting the magnetic flux induced by this current from magnetic fluxes induced by the resulting currents flowing through the first and second primary windings of a saturable current transformer.
Технический результат может быть достигнут за счет того, что в устройство дифференциальной высокочастотной защиты трехфазной линии электропередачи, содержащее с каждой стороны линии три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в рассечки соответствующих фаз силовой цепи встречно относительно первичных обмоток трансформаторов тока соответствующих фаз другой стороны линии, приемопередатчик, содержащий последовательно соединенные орган манипуляции, вход которого является информационным входом приемопередатчика, и генератор высокой частоты, вход "пуск" которого является выводом для подключения сигнала "пуск" на приемопередатчик, а выход которого подключен ко входу органа сравнения фаз, к выходу которого подключена обмотка управления замыкающими контактами реле приемопередатчика, которые включены последовательно в цепь отключения защиты соответствующей стороны линии, выход генератора высокой частоты и вход органа сравнения фаз подключены ко входу/выходу приемопередатчика, соединенного со входом/выходом приемопередатчика другой стороны линии, информационный вход приемопередатчика подключен к вторичной обмотке промежуточного трансформатора тока, с каждой стороны линии введено электромагнитное токовое реле с насыщающимся трансформатором тока и основным исполнительным органом, на среднем стержне трехстержневого магнитопровода насыщающегося трансформатора тока расположены первая и вторая первичные обмотки, соединенные относительно друг друга согласно последовательно, на каждой стороне линии вторичные обмотки трансформаторов тока фаз A и C соединены согласно последовательно между собой и параллельно с соответствующей первой и второй первичными обмотками насыщающегося трансформатора тока, вторичная обмотка трансформатора тока фазы B подключена к цепи из согласно последовательно соединенных вторичных обмоток токовых трансформаторов фаз A и C, встречно по отношению к каждой из этих обмоток, вторичная обмотка насыщающегося трансформатора тока, расположенная на другом крайнем стержне его трехстержневого магнитопровода, подключена ко входу основного исполнительного органа электромагнитного токового реле, выполненного в виде преобразователя переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом основного исполнительного органа и двух пороговых устройств, каждое из которых выполнено в виде поляризованного реле, все обмотки поляризованных реле образуют последовательную цепь, подключенную к выходу преобразователя переменного напряжения в постоянное, при этом рабочая и тормозная обмотки каждого реле включены относительно друг друга встречно последовательно, а одноименные обмотки поляризованных реле первого и второго пороговых устройств - согласно последовательно, замыкающие контакты поляризованного реле первого порогового устройства включены последовательно в цепь подачи сигнала "пуск" на приемопередатчик, замыкающие контакты поляризованного реле второго порогового устройства включены последовательно с замыкающими контактами реле приемопередатчика в цепь отключения защиты соответствующей стороны линии, на среднем стержне и на другом крайнем стержне трехстержневого магнитопровода насыщающегося трансформатора тока расположены соответствующие секции короткозамкнутой обмотки, последовательно в цепь которой включена первичная обмотка промежуточного трансформатора. The technical result can be achieved due to the fact that in the device of differential high-frequency protection of a three-phase power line, containing on each side of the line three current transformers, the primary windings of which are included in the cut-offs of the corresponding phases of the power circuit opposite to the primary windings of the current transformers of the corresponding phases of the other side of the line, a transceiver containing a series-connected manipulation organ, the input of which is the information input of the transceiver, and high-frequency nerator, the “start” input of which is the output for connecting the “start” signal to the transceiver, and the output of which is connected to the input of the phase comparison organ, the output of which is connected to the control winding of the closing contacts of the transceiver relay, which are connected in series to the protection disconnection circuit of the corresponding side lines, the output of the high-frequency generator and the input of the phase comparison organ are connected to the input / output of the transceiver connected to the input / output of the transceiver on the other side of the line, inf the transceiver ционный s input is connected to the secondary winding of an intermediate current transformer, an electromagnetic current relay with a saturable current transformer and a main actuator is introduced on each side of the line, the first and second primary windings are located on the middle rod of the three-core magnetic core of a saturable current transformer, connected in series with each other, on each side of the line, the secondary windings of the current transformers of phases A and C are connected in series between themselves and in parallel with the corresponding first and second primary windings of a saturable current transformer, the secondary winding of the phase B current transformer is connected to the circuit from the secondary windings of the current transformers of phases A and C connected in series, counter to each of these windings, the secondary winding of the saturable transformer current, located on the other extreme terminal of its three-core magnetic circuit, is connected to the input of the main Executive body of the electromagnetic current relay, in filled in the form of an AC / DC converter, the input of which is the input of the main executive body and two threshold devices, each of which is made in the form of a polarized relay, all the windings of the polarized relays form a serial circuit connected to the output of the AC / DC converter, while and the brake windings of each relay are connected relative to each other in series, and the same windings of the polarized relays of the first and second thresholds x devices - according to the sequence, the closing contacts of the polarized relay of the first threshold device are connected in series to the supply circuit of the start signal to the transceiver, the closing contacts of the polarized relay of the second threshold device are connected in series with the closing contacts of the transceiver relay in the trip circuit of the protection of the corresponding side of the line, on the middle terminal and on the other extreme terminal of the three-core magnetic core of a saturable current transformer are the corresponding sections and a short-circuited winding, in series with which the primary winding of the intermediate transformer is connected.
Дополнительно повысить чувствительность можно за счет того, что с каждой стороны линии на среднем стержне трехстержневого магнитопровода насыщающегося трансформатора тока электромагнитного токового реле расположена третья первичная обмотка, соединенная согласно последовательно с первой и второй первичными обмотками, при этом вторичная обмотка трансформатора тока фазы B подключена к цепи из согласно последовательно соединенных вторичных обмоток токовых трансформаторов фаз A и C через упомянутую третью первичную обмотку. The sensitivity can be further enhanced by the fact that on each side of the line on the middle core of the three-core magnetic core of a saturable current transformer of the electromagnetic current relay there is a third primary winding connected in series with the first and second primary windings, while the secondary winding of the phase B current transformer is connected to the circuit from according to the series-connected secondary windings of current transformers of phases A and C through said third primary winding.
Надежность дополнительно повышается за счет того, что с каждой стороны линии последовательно с первичной обмоткой промежуточного трансформатора в цепь короткозамкнутой обмотки насыщающегося трансформатора тока включен вход дополнительного исполнительного органа, выполненного в виде преобразователя переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом дополнительного исполнительного органа и двух пороговых устройств, каждое из которых выполнено в виде поляризованного реле, все обмотки поляризованных реле дополнительного исполнительного органа образуют последовательную цепь, подключенную к выходу преобразователя переменного напряжения в постоянное, при этом рабочая и тормозная обмотки каждого реле дополнительного исполнительного органа включены относительно друг друга встречно последовательно, а одноименные обмотки поляризованных реле первого и второго пороговых устройств - согласно последовательно, замыкающие контакты поляризованных реле первого и второго пороговых устройств дополнительного исполнительного органа включены параллельно замыкающим контактам соответствующих поляризованных реле основного исполнительного органа. Reliability is further enhanced due to the fact that on each side of the line, in series with the primary winding of the intermediate transformer, the input of the additional actuator, made in the form of an AC to DC converter, the input of which is the input of an additional actuator and two thresholds, is included in the short-circuit winding of a saturable current transformer devices, each of which is made in the form of a polarized relay, all the windings of the polarized relays are additional of the executive body form a serial circuit connected to the output of the AC to DC converter, while the working and brake windings of each relay of the additional executive body are connected in opposite directions to each other, and the same windings of the polarized relays of the first and second threshold devices, according to the series, make contact polarized relays of the first and second threshold devices of the additional executive body are connected in parallel for to the contacting contacts of the corresponding polarized relays of the main actuator.
Можно также каждую из обмоток каждого поляризованного реле зашунтировать регулировочным резистором. You can also shunt each of the windings of each polarized relay with an adjustment resistor.
Целесообразно вторичную обмотку насыщающегося трансформатора тока выполнить с возможностью изменения числа витков, а промежуточный трансформатор - с возможностью изменения коэффициента трансформации. It is advisable to carry out the secondary winding of a saturable current transformer with the possibility of changing the number of turns, and the intermediate transformer with the possibility of changing the transformation coefficient.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена схема одного из возможных вариантов выполнения устройства для реализации способа дифференциальной высокочастотной защиты трехфазной линии электропередачи. На фиг. 2 представлен пример выполнения насыщающегося трансформатора тока и схема соединения его первичных обмоток с вторичными обмотками токовых трансформаторов в соответствии с п.4 формулы. На фиг. 3 представлен пример выполнения основного исполнительного органа и первого и второго пороговых устройств дополнительного исполнительного органа. На фиг. 4 изображена блок-схема приемопередатчика. На фиг. 5 представлены векторные диаграммы токов вторичных обмоток трансформаторов тока ia, ib, ic, первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока i1, i2, i3 и результирующий ток первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока iΣ.
Устройство, изображенное на фиг. 1, содержит на каждой стороне линии: трансформаторы тока 1-3 (1'-3'), первичные обмотки которых включены в разрыв силовой цепи фаз A, B и C соответственно. Начало и конец вторичных обмоток трансформаторов тока фаз A, B и C соединены с выводами 5 (5') и 6 (6'), 8 (8') и 5 (5'), 7 (7') и 8 (8') соответственно насыщающегося трансформатора тока 4(4') электромагнитного токового реле. Выводы 11 (11'), 12 (12') насыщающегося трансформатора тока 4 (4') соединены с выводами 16 (16') и 17 (17') соответственно, формирующими вход основного исполнительного органа 15 (15') электромагнитного токового реле, который содержит преобразователь переменного напряжения в постоянное и два пороговых устройства в виде двух поляризованных реле, замыкающие контакты которого 31 (31') включены последовательно в цепь отключения защиты 30 (30') и управляются с выхода 18 (18') первого порогового устройства, а их замыкающие контакты 35 (35') включены последовательно в цепь подачи сигнала "пуск" на вывод 42 (42')для подключения сигнала "пуск" на приемопередатчик 37 (37') и управляются с выхода второго порогового устройства 19 (19'). Выводы 13 (13'), 14 (14') насыщающегося трансформатора тока 4 (4') соединены с первичной обмоткой 28(28') промежуточного трансформатора 27 (27') непосредственно или через выводы переменного тока выпрямительного моста 26(26'), вторичная обмотка 29 (29') промежуточного трансформатора соединена с выводами 38 (38'), 39 (39') приемопередатчика 37(37'), формирующими его информационный вход. К выходу 40 (40')приемопередатчика подключена обмотка управления его замыкающими контактами 33 (33'), включенными последовательно с контактами 31 (31'). Через контакты 31 (31'), 32 (32') источник постоянного напряжения 34 (34') подключается к катушке отключения выключателя 43 (43'). Для повышения надежности путем резервирования основного исполнительного органа устройство в частном случае может содержать дополнительный исполнительный орган в виде выпрямительного моста 26 (26') и блока 20 (20'), в состав которого входят два пороговых устройства в виде двух поляризованных реле. Плюсовой и минусовой выводы выпрямительного моста 26 (26') соединены с выводами конденсатора 25 и с выводами 22 (22') и 21 (21') соответственно блока 20 (20'), с выходов 23 (23') и 24 (24') которого управляются замыкающие контакты 32 (32') и 36 (36') входящих в его состав поляризованных реле соответственно первого и второго пороговых устройств. Замыкающие контакты 32 (32') включены параллельно замыкающим контактам 31 (31'), а замыкающие контакты 36 (36') включены параллельно замыкающим контактам 35 (35').The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a diagram of one of the possible embodiments of the device for implementing the method of differential high-frequency protection of a three-phase power line. In FIG. 2 shows an example of a saturable current transformer and a circuit for connecting its primary windings with secondary windings of current transformers in accordance with
The device shown in FIG. 1, contains on each side of the line: current transformers 1-3 (1'-3 '), the primary windings of which are included in the open circuit of the phases A, B and C, respectively. The beginning and end of the secondary windings of current transformers of phases A, B and C are connected to the terminals 5 (5 ') and 6 (6'), 8 (8 ') and 5 (5'), 7 (7 ') and 8 (8' ) respectively saturable current transformer 4 (4 ') of the electromagnetic current relay. The terminals 11 (11 '), 12 (12') of a saturable current transformer 4 (4 ') are connected to the terminals 16 (16') and 17 (17 '), respectively, forming the input of the main actuator 15 (15') of the electromagnetic current relay, which contains an AC to DC converter and two threshold devices in the form of two polarized relays, the closing contacts of which 31 (31 ') are connected in series to the protection shutdown circuit 30 (30') and are controlled from the output 18 (18 ') of the first threshold device, and their make contacts 35 (35 ') are connected in series in the circuit under start signal to the output 42 (42 ') for connecting the start signal to the transceiver 37 (37') and are controlled from the output of the second threshold device 19 (19 '). The terminals 13 (13 '), 14 (14') of the saturable current transformer 4 (4 ') are connected to the primary winding 28 (28') of the intermediate transformer 27 (27 ') directly or through the AC terminals of the rectifier bridge 26 (26'), the secondary winding 29 (29 ') of the intermediate transformer is connected to the terminals 38 (38'), 39 (39 ') of the transceiver 37 (37'), forming its information input. To the output 40 (40 ') of the transceiver is connected a control winding of its make contacts 33 (33'), connected in series with contacts 31 (31 '). Through contacts 31 (31 '), 32 (32'), a constant voltage source 34 (34 ') is connected to the trip coil of switch 43 (43'). To increase reliability by backing up the main actuator, the device in a particular case may contain an additional actuator in the form of a rectifier bridge 26 (26 ') and block 20 (20'), which includes two threshold devices in the form of two polarized relays. The plus and minus terminals of the rectifier bridge 26 (26 ') are connected to the terminals of the
Вход/выход 41 приемопередатчика одной стороны линии соединен с входом/выходом 41' приемопередатчика другой стороны линии, соединение может быть выполнено через защищаемую линию. The input /
На фиг. 2 изображен пример выполнения насыщающегося трансформатора тока и другой вариант схемы соединения его первичных обмоток с вторичными обмотками трансформаторов тока. Магнитопровод насыщающегося трансформатора тока выполнен на трехстержневом сердечнике. На его среднем стержне расположены первая, вторая и третья первичные обмотки с выводами 5 (5') - 10 (10'). При этом выводы 5 (5'), 7 (7'), 9 (9') являются началами первой, второй и третьей обмоток, соответственно, а выводы 6, (6'), 8 (8'), 10 (10') - концами первой, второй и третьей обмоток соответственно. Начало вторичной обмотки трансформатора тока 1 (1') фазы A и конец вторичной обмотки трансформатора тока 2 (2') фазы B соединены с выводом 5 (5'), конец вторичной обмотки трансформатора тока 1 (1') фазы A и начало вторичной обмотки трансформатора тока 3 (3') фазы C соединены с выводами 6, 7, конец вторичной обмотки трансформатора тока 3 (3') фазы C соединен с выводами 8, 9, начало вторичной обмотки трансформатора тока 2 (2') фазы B соединен с выводом 10. Вторичная обмотка насыщающегося трансформатора тока имеет выводы 11 (11'), 12 (12') и расположена на одном из крайних стержней трехстержневого магнитопровода. Короткозамкнутая обмотка имеет выводы 13 (13'), 14 (14'), одна из ее секций расположена на среднем стержне трехстержневого магнитопровода, а другая на другом крайнем стержне трехстержневого магнитопровода. In FIG. 2 shows an example of a saturable current transformer and another embodiment of a circuit for connecting its primary windings to the secondary windings of current transformers. The magnetic core of a saturable current transformer is made on a three-core core. On its middle core are the first, second and third primary windings with leads 5 (5 ') - 10 (10'). The findings 5 (5 '), 7 (7'), 9 (9 ') are the beginnings of the first, second and third windings, respectively, and the
Основной исполнительный орган 15 (15') содержит преобразователь переменного напряжения в постоянное из двух фазосдвигающих цепочек, содержащих последовательно соединенные конденсатор 44 и резистор 45 и последовательно соединенные резистор 46 и конденсатор 47, из трехфазного выпрямительного моста на диодах 48-53 и из фильтров: сглаживающего на конденсаторе 54 и фильтра 6-ой гармоники в виде последовательно соединенных конденсатора 55 и дросселя 56. Общий вывод конденсатора 44 и резистора 46 является первым входным выводом 16 (16') основного исполнительного органа, а общий вывод резистора 45 и конденсатора 47 - вторым входным выводом 17 (17') основного исполнительного органа. Общий вывод конденсатора 44 и резистора 45, общий вывод резистора 46 и конденсатора 47 и общий вывод конденсатора 47 и резистора 46 соединены с соответствующими выводами переменного тока трехфазного выпрямительного моста, к выходу (выводам постоянного тока) которого подключены сглаживающий фильтр и фильтр 6-ой гармоники. Выводы постоянного тока выпрямительного моста являются выходными выводами преобразователя переменного напряжения в постоянное. В состав основного исполнительного органа входит также пороговое устройство из двух поляризованных реле. Первое поляризованное реле содержит рабочую и тормозную обмотки 57, второе поляризованное реле содержит рабочую и тормозную обмотки 58. Каждая из упомянутых обмоток поляризованных реле зашунтирована соответствующим регулировочным резистором 59-62. Рабочая и тормозная обмотки 57 и рабочая и тормозная обмотки 58 соединены последовательно между собой и формируют последовательную цепь, подключенную к выводам постоянного тока трехфазного выпрямительного моста. Начала рабочей и тормозной обмотки первого поляризованного реле соединены соответственно с положительным и отрицательным выводами трехфазного выпрямительного моста. Конец рабочей обмотки первого поляризованного реле соединен с началом рабочей обмотки второго поляризованного реле, а начало тормозной обмотки второго поляризованного реле соединено с концом тормозной обмотки первого поляризованного реле. The main actuator 15 (15 ') contains an AC / DC converter from two phase-shifting chains containing a
Блок 20 (20') содержит два пороговых устройства второго порогового органа, первое из которых содержит поляризованное реле с рабочей и тормозной обмотками 63, а второе - поляризованное реле с рабочей и тормозной обмотками 64. Каждая из упомянутых обмоток зашунтирована соответствующим регулировочным резистором 65-68. Рабочая и тормозная обмотки 63 и рабочая и тормозная обмотки 64 соединены последовательно между собой и формируют последовательную цепь, подключенную к выводам 21 (21') и 22 (22'). Начала рабочей и тормозной обмотки первого поляризованного реле соединены соответственно с выводами 22 (22') и 21 (21') блока 20 (20'). Конец рабочей обмотки первого поляризованного реле соединен с началом рабочей обмотки второго поляризованного реле, а начало тормозной обмотки второго поляризованного реле соединено с концом тормозной обмотки первого поляризованного реле (фиг. 3). Block 20 (20 ') contains two threshold devices of the second threshold organ, the first of which contains a polarized relay with working and
Приемопередатчик 37 (37') в соответствии с фиг. 4 содержит: орган манипуляции 69, генератор высокой частоты 70 и орган сравнения фаз 71. Вход органа манипуляции соединен с информационным входом приемопередатчика, который образован выводами 38 (38'), 39 (39'). Выход органа манипуляции 69 соединен со входом генератора высокой частоты 70, вход "пуск" которого соединен с выводом 42 (42') для подключения сигнала "пуск" на приемопередатчик. Выход генератора высокой частоты соединен с входом органа сравнения фаз 71 и с входом/выходом 41 (41') приемопередатчика, через который осуществляется связь между приемопередатчиками одной и другой сторон линии. Вход/выход 41 (41') соединен с входом органа сравнения фаз 71, выход которого соединен с выходом 40 (40') приемопередатчика. The transceiver 37 (37 ') in accordance with FIG. 4 contains: a
Пример выполнения, примененного в устройстве насыщающегося трансформатора тока, приведен в [2]. Конструкция цепи отключения защиты раскрыта на с. 20-21 [1], пример выполнения приемопередатчика приведен на с. 369-379 [1]. В качестве элементов исполнительных органов могут быть использованы как электромеханические реле, так и бесконтактные реле на полупроводниковой элементной базе и микропроцессорной технике. An example of implementation used in a saturable current transformer device is given in [2]. The design of the trip protection circuit is disclosed on p. 20-21 [1], an example of a transceiver is given on p. 369-379 [1]. As elements of the executive bodies, both electromechanical relays and contactless relays based on a semiconductor element base and microprocessor technology can be used.
Способ дифференциальной высокочастотной защиты трехфазной линии электропередачи реализуется следующим образом. На каждой стороне линии фазные токи, протекающие в линии, преобразуются трансформаторами тока 1-3 (1'-3'), при этом через вторичные обмотки трансформаторов тока протекает трехфазная последовательность токов ia, ib, ic. Каждый из преобразованных токов фаз A и C геометрически суммируется со сдвинутым на 180o преобразованным током фазы B. Полученные в результате геометрического суммирования токи i1 и i2 поступают через выводы 5, 6 (5', 6') и 7, 8 (7', 8') на первую и вторую первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока 4 (4'). Магнитные потоки, наведенные токами i1 i2 в сердечнике насыщающегося трансформатора тока 4 (4'), складываются, при этом на выводах 11, 12 (11', 12') вторичной обмотки трансформатора 4 (4') формируется напряжение, величина которого соответствует величине результирующего тока iΣ (см. фиг. 5(а)) первой и второй первичных обмоток трансформатора 4 (4'), равного сумме токов i1 и i2, которая определяется математическим выражением:
iΣ = i1 + i2 = ia - ib + ic - ib = -3ib.The method of differential high-frequency protection of a three-phase power line is implemented as follows. On each side of the line, the phase currents flowing in the line are converted by current transformers 1-3 (1'-3 '), while a three-phase sequence of currents ia, ib, ic flows through the secondary windings of the current transformers. Each of the converted currents of phases A and C is geometrically summed with the converted current of phase B shifted by 180 ° . The currents i1 and i2 obtained as a result of geometric summation are fed through
i Σ = i1 + i2 = ia - ib + ic - ib = -3ib.
Через короткозамкнутую обмотку трансформатора 4 (4') протекает ток, фаза которого соответствует фазе тока iΣ.
Напряжение вторичной обмотки трансформатора 4 (4') поступает на входные выводы 16, 17 (16', 17') основного исполнительного органа 15 (15'), где преобразуется преобразователем переменного напряжения в постоянное, в однонаправленный ток, протекающий по рабочим и тормозным обмоткам первого и второго поляризованных реле 57, 58 первого и второго пороговых устройств основного исполнительного органа. В нормальном режиме работы величина тока, протекающего через обмотки поляризованных реле 57, 58 не превышает заданного порогового уровня, поэтому их замыкающие контакты 31 и 35 разомкнуты, токи по цепи отключения защиты 30 и по цепи подачи сигнала "пуск" на приемопередатчик не протекают, линия не отключается и не запускается генератор высокой частоты приемопередатчика.A current flows through the short-circuited winding of transformer 4 (4 '), whose phase corresponds to the current phase i Σ .
The voltage of the secondary winding of the transformer 4 (4 ') is supplied to the
При возникновении в линии короткого замыкания величина тока, протекающего через обмотки поляризованных реле 57, 58 превышает заданный пороговый уровень, замыкаются замыкающие контакты 31 и 35, в результате чего цепь отключения защиты подготавливается к включению и запускается генератор высокой частоты 70 приемопередатчика соответствующей стороны линии. Генератор высокой частоты 70 вырабатывает на своем выходе пакеты импульсов высокой частоты в промежутки времени, соответствующие положительному полупериоду напряжения, поступающего на информационный вход приемопередатчика через его выводы 38, 39 (38', 39') со вторичной обмотки 29 (29') промежуточного трансформатора 27 (27'), первичная обмотка 28 (28') которого включена последовательно в цепь короткозамкнутой обмотки насыщающегося трансформатора тока 4 (4'). Таким образом, фаза сигнала на выходе генератора высокой частоты соответствует фазе тока (напряжения) обмотки 28 (28') и определяется фазой тока iΣ. Сигнал с выхода генератора высокой частоты, содержащий информацию о фазе токов на соответствующей стороне линии, поступает на вход органа сравнения 71 и через вход/выход 41 (41') приемопередатчика в линию и передается через нее на приемопередатчик другой стороны линии. На вход органа сравнения 71 поступает также через вход/выход 41 (41') приемопередатчика сигнал с генератора высокой частоты другой стороны линии, содержащий информацию о фазе тока iΣ другой стороны линии. Так как первичные обмотки трансформаторов тока соответствующих фаз разных сторон линии включены встречно относительно друг друга, в нормальном режиме работы и при коротком замыкании вне контролируемой части линии фазы токов iΣ и соответствующих им сигналов, вырабатываемых генераторами высокой частоты разных сторон линии, сдвинуты на 180o, поэтому на выходе органа сравнения фаз присутствует нулевой сигнал, его замыкающие контакты 33 (33') разомкнуты, ток через цепь отключения защиты не протекает и линия не отключаются. При возникновении короткого замыкания внутри защищаемой линии сдвиг фаз между токами iΣ на разных сторонах линии отличен от 180o, поэтому на выходе органа сравнения фаз появляется сигнал, под действием которого замыкаются замыкающие контакты 33 (33'), ток отключения цепи защиты поступает в катушку отключения выключателя 43 (43'), который отключает линию.If a short circuit occurs in the line, the current flowing through the windings of the polarized relays 57, 58 exceeds a predetermined threshold level, the
Для повышения чувствительности устройства можно, как показано на фиг. 2, вторичную обмотку трансформатора тока 2 (2') фазы B подключить к последовательно соединенным вторичным обмоткам фаз A и C через третью первичную обмотку трансформатора 4 (4'), расположенную на среднем стержне его магнитопровода. При этом начало вторичной обмотки трансформатора тока 2 (2') соединено с выводом 10 (10'), являющемся концом третьей первичной обмотки насыщающегося трансформатора тока, начало которой (вывод 9 (9')) соединено с концом второй первичной обмотки насыщающегося трансформатора тока (вывод 8 (8')). При такой схеме соединения результирующий ток iΣ (см. фиг. 5 (б)) определяется согласно математическому выражению
iΣ = i1 + i2 - ib = ia - ib + ic - ib - ib - =-4ib
Для повышения надежности в устройстве предусмотрен дополнительный исполнительный орган, обеспечивающий резервирование основного исполнительного органа, содержащий выпрямительный мост 26 (26'), конденсатор 25 (25') и блок 20 (20'), управляющий замыкающими контактами 32 (32') и 36 (36'), которые дублируют соответствующие замыкающие контакты основного исполнительного органа 31 (31'). За счет использования в преобразователе переменного напряжения в постоянное схемы расщепления из фазосдвигающих цепочек и трехфазного выпрямительного моста можно уменьшить пульсации на его выходе и соответственно уменьшить габариты сглаживающего фильтра на его выходе. Регулировочные резисторы 59-68, шунтирующие соответствующие обмотки поляризованных реле, предназначены для отстройки поляризованных реле от токов нагрузки. За счет выполнения вторичной обмотки трансформатора 4 (4') и обмоток 28 (28') и/или 29 (29') согласующего трансформатора с отпайками обеспечивается согласование параметров выходной и короткозамкнутой цепей насыщающегося трансформатора тока и входных цепей основного исполнительного органа и приемопередатчика соответственно.To increase the sensitivity of the device, it is possible, as shown in FIG. 2, connect the secondary winding of the current transformer 2 (2 ') phase B to the serially connected secondary windings of phases A and C through the third primary winding of the transformer 4 (4') located on the middle core of its magnetic circuit. In this case, the beginning of the secondary winding of the current transformer 2 (2 ') is connected to the terminal 10 (10'), which is the end of the third primary winding of a saturable current transformer, the beginning of which (terminal 9 (9 ')) is connected to the end of the second primary winding of the saturable current transformer ( pin 8 (8 ')). With this connection scheme, the resulting current i Σ (see Fig. 5 (b)) is determined according to the mathematical expression
i Σ = i1 + i2 - ib = ia - ib + ic - ib - ib - = -4ib
To increase reliability, the device has an additional actuator that provides redundancy of the main actuator, containing a rectifier bridge 26 (26 '), a capacitor 25 (25') and a block 20 (20 ') that controls the closing contacts 32 (32') and 36 ( 36 '), which duplicate the corresponding make contacts of the main executive body 31 (31'). Due to the use of an AC to DC converter in the splitting circuit from phase-shifting chains and a three-phase rectifier bridge, it is possible to reduce ripple at its output and, accordingly, reduce the size of the smoothing filter at its output. The control resistors 59-68, shunting the corresponding windings of the polarized relays, are designed to detach the polarized relays from the load currents. By performing the secondary winding of the transformer 4 (4 ') and the windings 28 (28') and / or 29 (29 ') of the matching transformer with the tap, the parameters of the output and short-circuited circuits of the saturable current transformer and the input circuits of the main actuator and transceiver are matched, respectively.
Источники информации
1. Чернобровов Н.В. Релейная защита. - М.: Энергия, 1971.Sources of information
1. Chernobrovov N.V. Relay protection. - M .: Energy, 1971.
2. Овчинников В. В. Реле РНТ в схемах дифференциальных защит. - М.: Энергия, 1973, с. 27-39. 2. Ovchinnikov VV RNT relay in differential protection circuits. - M .: Energy, 1973, p. 27-39.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000114312/09A RU2171003C1 (en) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | Method and device for differential protection of three-phase power transmission line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000114312/09A RU2171003C1 (en) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | Method and device for differential protection of three-phase power transmission line |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2171003C1 true RU2171003C1 (en) | 2001-07-20 |
Family
ID=20235786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000114312/09A RU2171003C1 (en) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | Method and device for differential protection of three-phase power transmission line |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2171003C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107884665A (en) * | 2017-11-28 | 2018-04-06 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北分公司 | Prevent the device and method of generator outlet voltage transformer turn-to-turn short circuit false tripping machine |
| CN112051474A (en) * | 2020-09-27 | 2020-12-08 | 温静 | Novel power line mutual inductor monitoring device |
-
2000
- 2000-06-08 RU RU2000114312/09A patent/RU2171003C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЧЕРНОБРОВОВ Н.В. Релейная защита. - М.: ЭНЕРГИЯ, 1971, с.368-379. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107884665A (en) * | 2017-11-28 | 2018-04-06 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北分公司 | Prevent the device and method of generator outlet voltage transformer turn-to-turn short circuit false tripping machine |
| CN107884665B (en) * | 2017-11-28 | 2024-03-08 | 大唐西北(西安)电力试验研究院有限公司 | Device and method for preventing turn-to-turn short circuit of generator outlet voltage transformer from mistakenly tripping |
| CN112051474A (en) * | 2020-09-27 | 2020-12-08 | 温静 | Novel power line mutual inductor monitoring device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110544931B (en) | Earth fault current compensation system and method for self-generating power phase power supply | |
| US3395327A (en) | High voltage direct current transmission system with condition responsive, tunable, harmonic filters | |
| RU2171003C1 (en) | Method and device for differential protection of three-phase power transmission line | |
| US2584535A (en) | System for reducing contact arcing in synchronous switching apparatus | |
| CN111600295B (en) | Power frequency transformer excitation surge suppression strategy applied to controllable inversion | |
| Hatta et al. | Experimental study on sudden-short-circuit characteristic of synchronous generator with SCFCL | |
| RU2159980C1 (en) | Method and device for directional overcurrent protection of two parallel lines in three-phase electrical installation | |
| US3519915A (en) | High-frequency sine-wave static inverter | |
| US2121594A (en) | Network distribution system | |
| RU182064U1 (en) | A device for balancing voltage in a three-wire high-voltage network | |
| JPH06338428A (en) | Transformer provided with one pair of magnetic cores and string of dispersed power supply and system power supply using it | |
| RU2179358C1 (en) | Method and device for remote phase-failure protection of three-phase electrical installation | |
| RU2159490C1 (en) | Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines | |
| SU393701A1 (en) | METHOD FOR TESTING ELECTRICAL APPARATUS FOR SWITCHING ABILITY BY CYCLE | |
| RU18808U1 (en) | DEVICE FOR CURRENT DIRECTIONAL PROTECTION OF TWO PARALLEL LINES OF THREE-PHASE ELECTRICAL INSTALLATION (OPTIONS) | |
| RU2680817C1 (en) | Power transformer protection package | |
| SU845219A1 (en) | Controllable reactor | |
| SU1746368A1 (en) | Stabilized source of alternating voltage | |
| RU2335082C1 (en) | Electromagnetic harmonics compensator | |
| RU2176429C1 (en) | Method of differential protection of bus bars of lowest level of voltage in electric installation and gear for its realization | |
| SU1689896A1 (en) | Device for electromagnetic test of power transformers | |
| SU907654A1 (en) | Device for limiting overvoltages and short-circuiting currents at high-voltage substation | |
| RU2677857C1 (en) | Protection device of the converter plant with transformer with 2n secondary windings and 2n rectifiers | |
| SU1649687A1 (en) | Three-phase arc steel melting furnace power supply | |
| SU919013A1 (en) | Device for grounding transformer neutral |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030609 |