RU2216086C1 - Device for limiting asymmetric short-circuit currents in multiphase high-voltage mains - Google Patents
Device for limiting asymmetric short-circuit currents in multiphase high-voltage mains Download PDFInfo
- Publication number
- RU2216086C1 RU2216086C1 RU2002104048A RU2002104048A RU2216086C1 RU 2216086 C1 RU2216086 C1 RU 2216086C1 RU 2002104048 A RU2002104048 A RU 2002104048A RU 2002104048 A RU2002104048 A RU 2002104048A RU 2216086 C1 RU2216086 C1 RU 2216086C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- resistor
- voltage
- neutral
- multiphase
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для ограничения токов несимметричных коротких замыканий в многофазной высоковольтной сети и может быть использовано в электротехнике и электроэнергетике для установки его в нейтраль многофазных устройств переменного тока. The invention relates to devices for limiting the currents of asymmetric short circuits in a multiphase high-voltage network and can be used in electrical engineering and the electric power industry to install it in the neutral of multiphase AC devices.
Известно устройство для ограничения токов несимметричных коротких замыканий в многофазной высоковольтной сети для установки в нейтраль трансформатора, содержащее резисторную установку, датчик тока и устройство релейной защиты, подключенное к исполнительному органу выключателя. Нейтраль трансформатора заземлена через резистор, в цепь которого включен датчик тока (1). A device is known for limiting the currents of asymmetric short circuits in a multiphase high-voltage network for installing a transformer in the neutral containing a resistor installation, a current sensor and a relay protection device connected to an actuator of the circuit breaker. The transformer neutral is grounded through a resistor, in the circuit of which a current sensor (1) is connected.
Недостатком известного устройства является то, что оно используется только для электрических сетей с малым током замыкания на землю с целью увеличения значения токов при однофазных замыканиях на землю, и не может быть использовано в электрических сетях с заземленной нейтралью, что ограничивает область его применения. A disadvantage of the known device is that it is used only for electric networks with a low earth fault current in order to increase the current value for single-phase earth faults, and cannot be used in electric networks with a grounded neutral, which limits its scope.
Наиболее близким техническим решением является устройство для ограничения токов несимметричных коротких замыканий в многофазной высоковольтной сети для установки в нейтраль многофазных устройств переменного тока, содержащее резистор, подключенный к нейтрали многофазного устройства и шунтируемый выключателем (2). The closest technical solution is a device for limiting the currents of asymmetric short circuits in a multiphase high-voltage network for installing neutral multiphase AC devices containing a resistor connected to the neutral of the multiphase device and shunted by a switch (2).
Недостатком такого устройства является наличие постоянных потерь электроэнергии при нормальной работе за счет несимметричной работы фаз. Кроме того, оборудование устройства имеет полное номинальное напряжение нейтрали многофункционального устройства, что создает значительные массогабаритные показатели и, следовательно, затрудняет его использование при реконструкции ОРУ мощных электростанций, имеющих ограниченные размеры. The disadvantage of this device is the presence of constant energy losses during normal operation due to the asymmetric operation of the phases. In addition, the equipment of the device has a full rated neutral voltage of the multifunctional device, which creates significant weight and size indicators and, therefore, complicates its use in the reconstruction of outdoor switchgear of powerful power plants with limited dimensions.
Изобретением решается задача уменьшения потерь электроэнергии в нормальном режиме работы, снижения массогабаритных показателей. Кроме того, обеспечивается возможность применения данного устройства в сетях с любым характером заземления нейтрали, что ведет к расширению за счет этого области его применения. The invention solves the problem of reducing energy losses in normal operation, reducing weight and size indicators. In addition, it is possible to use this device in networks with any type of neutral grounding, which leads to expansion due to this area of its application.
Поставленная задача решается тем, что устройство для ограничения токов несимметричных коротких замыканий в многофазной высоковольтной сети содержит последовательно соединенную цепочку, состоящую из резистора с линейной вольт-амперной характеристикой, резистора с нелинейной вольт-амперной характеристикой и датчика тока, например трансформатора тока, подключенную к нейтрали многофазного устройства переменного тока, коммутационный аппарат, включенный параллельно резистору с нелинейной вольт-амперной характеристикой, и автоматический блок, например релейный блок, вход которого подключен к датчику тока, а выход - к исполнительному органу коммутационного аппарата. При этом величина номинального напряжения коммутационного аппарата выбрана ниже величины номинального напряжения нейтрали многофазного устройства, а величина номинального напряжения резистора с нелинейной вольт-амперной характеристикой не превышает величину номинального напряжения коммутационного аппарата. The problem is solved in that the device for limiting the currents of asymmetric short circuits in a multiphase high-voltage network contains a series-connected circuit consisting of a resistor with a linear current-voltage characteristic, a resistor with a non-linear voltage-current characteristic and a current sensor, for example, a current transformer connected to a neutral multiphase AC device, a switching device connected in parallel with a non-linear current-voltage resistor, and automatically a unit, for example, a relay unit, the input of which is connected to a current sensor, and the output to the executive body of the switching device. In this case, the value of the rated voltage of the switching device is selected below the value of the rated neutral voltage of the multiphase device, and the value of the rated voltage of a resistor with a non-linear current-voltage characteristic does not exceed the value of the rated voltage of the switching device.
Кроме того, величина статического сопротивления резистора с нелинейной вольт-амперной характеристикой не превышает величину сопротивления резистора с линейной вольт-амперной характеристикой, при максимальном значении тока несимметричного короткого замыкания. В качестве коммутационного аппарата использован вакуумный выключатель. In addition, the value of the static resistance of a resistor with a non-linear current-voltage characteristic does not exceed the value of the resistance of a resistor with a linear current-voltage characteristic, with a maximum current value of an asymmetric short circuit. A vacuum circuit breaker was used as a switching device.
На чертеже представлена схема токоограничивающего устройства. The drawing shows a diagram of a current-limiting device.
Устройство содержит последовательно соединенную цепочку, состоящую из резистора 1 с линейной вольт-амперной характеристикой, резистора 2 с нелинейной вольт-амперной характеристикой, например ограничителя перенапряжения (ОПН), и датчика тока 3, например трансформатора тока, подключенную к нейтрали многофазного устройства 4 переменного тока. Коммутационный аппарат 5, например вакуумный выключатель, включен параллельно резистору 2 с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Автоматический блок 6, например релейный блок, подключен входом к датчику тока 3, а выходом - к исполнительному органу коммутационного аппарата 5. The device comprises a series-connected circuit consisting of a resistor 1 with a linear current-voltage characteristic, a resistor 2 with a non-linear current-voltage characteristic, for example, an overvoltage limiter (AR), and a current sensor 3, for example, a current transformer connected to the neutral of the multiphase AC device 4 . A switching device 5, for example a vacuum circuit breaker, is connected in parallel with a resistor 2 with a non-linear current-voltage characteristic. An automatic unit 6, for example, a relay unit, is connected by an input to a current sensor 3, and by an output - to an executive body of a switching apparatus 5.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В нормальном режиме коммутационный аппарат 5, в качестве которого использован вакуумный выключатель, отключен. В работе в нейтрали многофазного устройства 4 (высоковольтного трансформатора) находится цепочка, состоящая из последовательно соединенных резистора 1 с линейной вольт-амперной характеристикой и резистора 2 с нелинейной вольт-амперной характеристикой (ОПН). Ток в цепи отсутствует, поскольку вольт-амперная характеристика ОПН выбрана таким образом, чтобы его сопротивление при напряжении на нейтрали трансформатора, вызванном несимметрией его параметров, составляло порядка 100 кОм, что практически исключает протекание тока в цепи, т.е. отсутствуют потери электроэнергии. In normal mode, the switching device 5, which is used as a vacuum circuit breaker, is turned off. In operation in the neutral of multiphase device 4 (high-voltage transformer) is a chain consisting of a series-connected resistor 1 with a linear current-voltage characteristic and a resistor 2 with a non-linear voltage-current characteristic (OPD). There is no current in the circuit, since the current – voltage characteristic of the arrester is selected so that its resistance to voltage at the transformer neutral caused by the asymmetry of its parameters is about 100 kΩ, which virtually eliminates the flow of current in the circuit, i.e. there is no loss of electricity.
Возникновение несимметричного короткого замыкания приводит к увеличению напряжения на нейтрали. При превышении порога вольт-амперной характеристики ОПН его статическое сопротивление резко снижается, и в последовательной цепи резисторов появляется ток. Наличие тока в цепи регистрируется датчиком тока 3 (трансформатор тока), и автоматический блок 6 передает сигнал на исполнительный орган коммутационного аппарата 5, в качестве которого использован вакуумный выключатель. Последний включается и шунтирует ОПН, снимая с него токовую нагрузку. Ток короткого замыкания проходит по цепи резистора 1 с линейной вольт-амперной характеристикой и коммутационного аппарата 5, снижая ток короткого замыкания и демфируя переходные процессы в многофазной сети. После отключения тока короткого замыкания ток в цепи токоограничивающего устройства практически пропадает (остается ток несимметрии работы фаз), сигнал на входе автоматического блока 6 исчезает (при отстройке от тока несимметрии), и автоматический блок подает команду на исполнительный орган отключения коммутационного аппарата 5. Схема возвращается в исходное положение. Статическое сопротивление ОПН и сопротивление резистора с линейной вольт-амперной характеристикой выбраны из условий оптимального распределения энергии между ними в нормальном (симметричном) и несимметричном режимах короткого замыкания высоковольтной сети, в зависимости от режима заземления нейтрали. The occurrence of an asymmetric short circuit leads to an increase in the neutral voltage. When the threshold of the current-voltage characteristic of the arrester is exceeded, its static resistance decreases sharply, and a current appears in the series circuit of the resistors. The presence of current in the circuit is detected by the current sensor 3 (current transformer), and the automatic unit 6 transmits a signal to the executive body of the switching device 5, which is used as a vacuum switch. The latter is turned on and bypasses the arrester, removing the current load from it. Short-circuit current passes through the circuit of a resistor 1 with a linear current-voltage characteristic and switching device 5, reducing the short-circuit current and damping transients in a multiphase network. After disconnecting the short-circuit current, the current in the circuit of the current-limiting device practically disappears (the phase asymmetry current remains), the signal at the input of the automatic unit 6 disappears (when it is detuned from the asymmetry current), and the automatic unit sends a command to the switching actuator 5. The circuit returns to the starting position. The static resistance of the arrester and the resistance of a resistor with a linear current-voltage characteristic are selected from the conditions for the optimal distribution of energy between them in normal (symmetric) and asymmetric short-circuit modes of the high-voltage network, depending on the neutral grounding mode.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет практически исключить потери активной мощности в нормальных режимах благодаря отсутствию тока в цепи резисторов. Создаются условия для применения коммутационного аппарата более низкого класса номинального напряжения, чем напряжение нейтрали многофазного устройства переменного тока, что в свою очередь приводит к уменьшению массогабаритных размеров устройства. Расширяется область применения токоограничивающего устройства благодаря возможности использования его в сетях с любым видом заземления нейтрали. Thus, the proposed technical solution allows virtually eliminating the loss of active power in normal conditions due to the absence of current in the resistor circuit. Conditions are created for the use of a switching device of a lower class of rated voltage than the neutral voltage of a multiphase AC device, which in turn leads to a decrease in the overall dimensions of the device. The scope of the current-limiting device is expanding due to the possibility of using it in networks with any type of neutral grounding.
Источники информации
1. Патент РФ 1834600, Н 02 Н 3/20, от 1994 г.Sources of information
1. RF patent 1834600, N 02 N 3/20, from 1994
2. Л. Е. Врублевский, Ю.В. Зайцев А.И. Тихонов. Силовые резисторы. М.: Энергоатомиздат, 1991 г. 2. L.E. Vrublevsky, Yu.V. Zaitsev A.I. Tikhonov. Power resistors M .: Energoatomizdat, 1991
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002104048A RU2216086C1 (en) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | Device for limiting asymmetric short-circuit currents in multiphase high-voltage mains |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002104048A RU2216086C1 (en) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | Device for limiting asymmetric short-circuit currents in multiphase high-voltage mains |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002104048A RU2002104048A (en) | 2003-08-27 |
| RU2216086C1 true RU2216086C1 (en) | 2003-11-10 |
Family
ID=32027416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002104048A RU2216086C1 (en) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | Device for limiting asymmetric short-circuit currents in multiphase high-voltage mains |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2216086C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2454769C1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭНЕРГОКОНСАЛТ" | Grounding device of three-phase electrical network neutral |
| RU2640033C2 (en) * | 2015-12-23 | 2017-12-26 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Neutral grounding device of three-phase electrical network |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2624779C1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Short circuit current limiting device |
-
2002
- 2002-02-19 RU RU2002104048A patent/RU2216086C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2454769C1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭНЕРГОКОНСАЛТ" | Grounding device of three-phase electrical network neutral |
| RU2640033C2 (en) * | 2015-12-23 | 2017-12-26 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Neutral grounding device of three-phase electrical network |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2740012C1 (en) | Longitudinal compensator and control method | |
| CA2193477C (en) | Load tap changer | |
| CN1114269C (en) | Electronic branch switching device | |
| EP2293402A1 (en) | Protective system for voltage transformers | |
| Jakka et al. | Protection design considerations of a 10 kV SiC MOSFET enabled mobile utilities support equipment based solid state transformer (MUSE-SST) | |
| Calixte et al. | Reduction of rating required for circuit breakers by employing series-connected fault current limiters | |
| EP2596563B1 (en) | Photovoltaic bipolar to monopolar source circuit converter with frequency selective grounding | |
| RU2638571C1 (en) | Three-phase alternating current substation | |
| RU2216086C1 (en) | Device for limiting asymmetric short-circuit currents in multiphase high-voltage mains | |
| KR200312397Y1 (en) | Auto recovering Earth Leakage Ciruilt Breakers | |
| Kaiser et al. | Safety considerations for the operation of bipolar DC-grids | |
| CN115714352A (en) | Bilateral self-powered bidirectional direct-current solid-state circuit breaker | |
| GB2305556A (en) | Power-line trip circuit | |
| Solangi et al. | Selective coordination of GaN-based solid state circuit breakers | |
| KR101431659B1 (en) | Distribution switchboard with multi protection device | |
| RU2160953C2 (en) | Method for single-phase fault detection in low- voltage line including ground-fault current correction (alternatives) | |
| KR20170042070A (en) | Apparatus and method for preventing disaster caused by short-circuit in electric power systems | |
| RU2399136C1 (en) | Method for disconnection of short circuit in high-voltage ac circuit | |
| Kuczek et al. | Vacuum circuit breaker switching in photovoltaic power plants–overvoltage analyses for various topologies and network conditions | |
| RU2080726C1 (en) | High-voltage line grouping connection | |
| KR200218514Y1 (en) | An Apparatus of Preventing Potential Transformer Ferro Resonance in a 154kV Gas Insulated Switchgear Substation | |
| CN2549635Y (en) | Multifunctional safety device of electrical apparatus | |
| CN216904284U (en) | Two-stage small-resistance grounding device for power distribution network | |
| CN212412739U (en) | Novel fault management control device | |
| RU2110878C1 (en) | Power supply mains with low ground-fault current |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120213 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160220 |