RU2239269C1 - Earth fault protection and ac electric power unit isolation resistance control device - Google Patents
Earth fault protection and ac electric power unit isolation resistance control device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239269C1 RU2239269C1 RU2003107388/28A RU2003107388A RU2239269C1 RU 2239269 C1 RU2239269 C1 RU 2239269C1 RU 2003107388/28 A RU2003107388/28 A RU 2003107388/28A RU 2003107388 A RU2003107388 A RU 2003107388A RU 2239269 C1 RU2239269 C1 RU 2239269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- isolation
- transformer
- rectifier
- isolation transformer
- secondary winding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области релейной защиты и может быть использовано для защиты от замыканий на землю и контроля изоляции в электроустановках переменного тока, преимущественно генераторов, синхронных компенсаторов или электродвигателей, включенных в блоке с трансформатором.The invention relates to the field of relay protection and can be used to protect against earth faults and control insulation in electrical installations of alternating current, mainly generators, synchronous compensators or electric motors included in the unit with a transformer.
Известно устройство контроля изоляции обмотки статора [Безчастнов Г.А., Красильников А.М., Нэмени Т.М., Филиппов Ю.А. Устройство контроля изоляции обмотки статора // Приложение к журналу “Энергетик”, Контроль состояния изоляции электрических машин в эксплуатации, Выпуск 10(34). - М.: НТФ “Энергопрогресс”, “Энергетик”, 2001. с.17], содержащее трансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети собственных нужд, выпрямитель, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора, шунтирующий конденсатор, подключенный на выходе выпрямителя, измерительный орган, включенный между шунтирующим конденсатором и землей.A device for monitoring the insulation of the stator winding [Bezchastnov G.A., Krasilnikov A.M., Nomeni T.M., Filippov Yu.A. Stator winding insulation monitoring device // Supplement to the journal “Energetik”, Monitoring the status of insulation of electrical machines in operation, Issue 10 (34). - M .: NTF “Energoprogress”, “Energetik”, 2001. p.17], containing a transformer, the primary winding of which is connected to the auxiliary network, a rectifier connected to the secondary winding of the transformer, a shunt capacitor connected to the output of the rectifier, measuring body connected between a shunt capacitor and ground.
Данное устройство имеет недостаток с точки зрения безопасности обслуживания из-за возможного появления на нем высокого напряжения, вследствие наличия гальванической связи цепей защиты с первичными цепями генератора.This device has a disadvantage from the point of view of safety of service due to the possible appearance of high voltage on it, due to the presence of galvanic connection of the protection circuits with the primary circuits of the generator.
Также известно устройство для защиты от замыканий на землю и контроля изоляции обмотки статора блочного генератора [Анохин П.Т., Финкель А.А. Защита от замыканий на землю и контроль изоляции обмотки статора блочного генератора // Электрические станции. 1973, №7, с.81], содержащее трансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети собственных нужд, выпрямитель, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора, шунтирующий конденсатор, разрядник, включенный параллельно шунтирующему конденсатору, последовательно соединенные измерительный орган защиты с исполнительным блоком и орган контроля изоляции, включенные между выпрямителем и шунтирующим конденсатором, орган блокировки, подключенный к выпрямителю, выход которого подключен к блокирующим входам измерительного органа защиты с исполнительным блоком и органа контроля изоляции.Also known is a device for protecting against earth faults and controlling the insulation of the stator winding of a block generator [Anokhin P.T., Finkel A.A. Earth fault protection and insulation monitoring of the stator winding of a block generator // Electric stations. 1973, No. 7, p. 81], comprising a transformer, the primary winding of which is connected to the auxiliary supply network, a rectifier connected to the secondary winding of the transformer, a shunt capacitor, a surge arrester connected in parallel with the shunt capacitor, a measuring protection body connected to an actuator unit and an organ insulation control, connected between the rectifier and the shunt capacitor, the blocking organ connected to the rectifier, the output of which is connected to the blocking inputs of the measuring body of protection to the execution unit and the body of the insulation monitoring.
Данное устройство имеет недостаток также с точки зрения техники безопасности из-за возможного появления на нем высокого напряжения, вследствие наличия гальванической связи цепей защиты с первичными цепями генератора.This device also has a disadvantage from the point of view of safety because of the possible appearance of high voltage on it, due to the presence of galvanic connection of the protection circuits with the primary circuits of the generator.
Известно устройство для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроустановки переменного тока [А.с. СССР №690584, МПК 2 Н 02 Н 3/16, БИ №37, 1979], выбранное в качестве прототипа, содержащее источник переменного напряжения, разделительный трансформатор, последовательно соединенные измерительный орган защиты с исполнительным блоком и орган контроля изоляции, включенные между источником переменного напряжения и первичной обмоткой разделительного трансформатора, орган блокировки, вход которого подключен к источнику переменного напряжения, а выход к блокирующим входам измерительного органа защиты с исполнительным блоком и органа контроля изоляции, выпрямитель, подключенный ко вторичной обмотке разделительного трансформатора, фильтр, подключенный к выходу выпрямителя, шунтирующий конденсатор, подключенный к выходу фильтра, разрядник, подключенный параллельно шунтирующему конденсатору.A device for protection against earth faults and insulation control of electrical installations of alternating current [A.S. USSR No. 690584, IPC 2 N 02 N 3/16, BI No. 37, 1979], selected as a prototype, containing an alternating voltage source, an isolation transformer, a measuring protection organ connected in series with an actuator unit and an insulation control organ connected between the alternating source voltage and the primary winding of an isolation transformer, a blocking organ whose input is connected to an AC voltage source, and an output to the blocking inputs of a measuring protection organ with an executive unit and an isolation control organ ii, a rectifier connected to the secondary winding of the isolating transformer, a filter connected to the output of the rectifier, a shunt capacitor connected to the output of the filter, surge arrestor connected in parallel with the shunt capacitor.
Недостатком данного устройства является ограничение чувствительности, которое обусловлено шунтирующим действием сопротивления ветви намагничивания разделительного трансформатора, что ограничивает возможности данного устройства по контролю сопротивления изоляции.The disadvantage of this device is the limitation of sensitivity, which is due to the shunting effect of the resistance of the magnetizing branch of the isolation transformer, which limits the ability of this device to control the insulation resistance.
Задачами изобретения являются обеспечение безопасности обслуживания устройства и повышение его чувствительности.The objectives of the invention are to ensure the safety of the device and increase its sensitivity.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройство для защиты от замыкания на землю и контроля сопротивления изоляции электроустановки переменного тока, содержащее источник переменного напряжения, разделительный трансформатор, последовательно соединенные измерительный орган защиты с исполнительным блоком и орган контроля изоляции, орган блокировки, выход которого подключен к блокирующим входам измерительного органа защиты с исполнительным блоком и органа контроля изоляции, выпрямитель, подключенный ко вторичной обмотке разделительного трансформатора, шунтирующий конденсатор, разрядник, включенный параллельно шунтирующему конденсатору, согласно изобретению дополнительно введен разделительный трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в цепь между вторичной обмоткой разделительного трансформатора и выпрямителем, первичная обмотка разделительного трансформатора подключена к источнику переменного напряжения, орган блокировки подключен ко вторичной обмотке разделительного трансформатора, шунтирующий конденсатор подключен к выходу выпрямителя, а последовательно соединенные измерительный орган защиты с исполнительным блоком и орган контроля изоляции подключены ко вторичной обмотке разделительного трансформатора тока.The solution to this problem is achieved by the fact that in the device for protection against earth faults and monitoring the insulation resistance of an alternating current electrical installation, containing an alternating voltage source, an isolation transformer, a measuring protection organ connected in series with an actuating unit and an insulation monitoring organ, a locking organ whose output is connected to the blocking inputs of the measuring protection body with an executive unit and insulation control body, a rectifier connected to the secondary winding an isolation transformer, a shunt capacitor, a surge arrester connected in parallel with a shunt capacitor, according to the invention, an isolation current transformer is additionally introduced, the primary winding of which is connected to the circuit between the secondary winding of the isolation transformer and the rectifier, the primary winding of the isolation transformer is connected to an AC voltage source, the interlock is connected to the secondary isolation transformer winding, shunt capacitor connected to output rectifier, and the measuring protection body connected in series with the executive unit and the insulation monitoring body are connected to the secondary winding of the current isolation transformer.
Именно заявленное выполнение устройства обеспечивает безопасность обслуживания устройства и повышение его чувствительности за счет введения разделительного трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь между вторичной обмоткой разделительного трансформатора и выпрямителем, так как при этом исключаются гальванические связи цепей защиты с первичными цепями генератора и шунтирующее действие сопротивления ветви намагничивания разделительного трансформатора, тем самым выполняются задачи изобретения.It is the claimed embodiment of the device that ensures the safety of servicing the device and increases its sensitivity due to the introduction of a current isolation transformer, the primary winding of which is connected to the circuit between the secondary winding of the isolation transformer and the rectifier, since this eliminates the galvanic connection of the protection circuits with the primary generator circuits and the shunt action of the resistance branches of magnetization of an isolation transformer, thereby fulfilling the objectives of the invention.
Предлагаемое устройство, по сравнению с известным прототипом, обладает более высокой чувствительностью, что позволяет выявлять дефекты в изоляции на более ранней стадии. Это достигается за счет исключения шунтирующего действия сопротивления ветви намагничивания разделительного трансформатора.The proposed device, in comparison with the known prototype, has a higher sensitivity, which allows to identify defects in insulation at an earlier stage. This is achieved by eliminating the shunting effect of the resistance of the magnetizing branch of the isolation transformer.
На чертеже представлена схема устройства для защиты от замыканий на землю и контроля сопротивления изоляции электроустановки переменного тока.The drawing shows a diagram of a device for protection against earth faults and monitoring the insulation resistance of an electrical installation of alternating current.
Устройство содержит источник переменного напряжения 1, разделительный трансформатор 2, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного напряжения 1, выпрямитель 3, подключенный ко вторичной обмотке разделительного трансформатора 2, разделительный трансформатор тока 4, первичная обмотка которого включена в цепь между вторичной обмоткой разделительного трансформатора 2 и выпрямителем 3, последовательно соединенные измерительный орган защиты с исполнительным блоком 5 и орган контроля изоляции 6, подключенные ко вторичной обмотке разделительного трансформатора тока 4, орган блокировки 7, подключенный к вторичной обмотке разделительного трансформатор 2, выход органа блокировки 7 подключен к блокирующим входам измерительного органа защиты с исполнительным блоком 5 и органа контроля изоляции 6, шунтирующий конденсатор 8 (Cш), подключенный к выходу выпрямителя 3, разрядник 9 (FV), подключенный параллельно шунтирующему конденсатору 8.The device contains an AC voltage source 1, an isolation transformer 2, the primary winding of which is connected to an AC voltage source 1, a rectifier 3 connected to the secondary winding of an isolation transformer 2, an isolation current transformer 4, the primary winding of which is connected in a circuit between the secondary winding of an isolation transformer 2 and rectifier 3, connected in series to the measuring protection body with the executive unit 5 and the insulation control 6, connected to the secondary Otke separating current transformer 4, the body block 7 connected to the secondary winding of the separating transformer 2, the output body lock 7 is connected to blocking inputs of the measuring body protection execution unit 5 and Body insulation monitor 6, a shunt capacitor 8 (C w) connected to the output rectifier 3, arrester 9 (FV), connected in parallel with the shunt capacitor 8.
В качестве источника переменного напряжения 1 может использоваться переменное напряжение сети собственных нужд.As the source of alternating voltage 1 can be used alternating voltage of the auxiliary network.
Выпрямитель 3 представляет собой диодную сборку на микросхемах КЦ403.Rectifier 3 is a diode assembly on KTs403 microcircuits.
Измерительный орган защиты с исполнительным блоком 5 может быть выполнен на микросхемах К 140 УД 608.The measuring protection body with the executive unit 5 can be performed on microcircuits K 140 UD 608.
Блок органа контроля изоляции 6 включает в себя перемножитель, например типа 525ПСЗ, и микроамперметр М906.The block of the insulation control body 6 includes a multiplier, for example, type 525PSZ, and a microammeter M906.
Орган блокировки 7 может быть выполнен на микросхемах К 140 УД 608.Locking body 7 can be performed on microcircuits K 140 UD 608.
В качестве шунтирующего конденсатора 8 (Сш) может быть выбран конденсатор К75-4б.As a shunt capacitor 8 (C W ) can be selected capacitor K75-4b.
Разрядник 9 (FV) представляет собой газонаполненный разрядник типа Р-8.Arrester 9 (FV) is a gas-filled arrester type P-8.
Устройство работает следующим образом. Переменное напряжение сети собственных нужд подается через разделительный трансформатор 2 на выпрямитель 3. Ток, протекающий по первичной обмотке разделительного конденсатора тока 4, имеет сложную несинусоидальную форму, но его средневыпрямленное значение примерно пропорционально постоянной составляющей тока, протекающего через эквивалентное сопротивление цепей статора относительно земли. Постоянное напряжение на выходе выпрямителя 3 накладывается на цепи защищаемой электроустановки. Шунтирующий конденсатор 8 (Сi) обеспечивает путь для протекания переменного тока. Разрядник 9 (FV) предусмотрен на случай нарушения цепи шунтирующего конденсатора 8. Орган блокировки 7 предусмотрен для исключения ложного действия измерительного органа защиты с исполнительным блоком 5 и органа контроля изоляции 6 при подаче напряжения на устройство из-за переходного процесса, связанного с зарядом шунтирующего конденсатора 8 (Сш).The device operates as follows. An alternating voltage of the auxiliary supply network is supplied through an isolation transformer 2 to a rectifier 3. The current flowing through the primary winding of an isolation current capacitor 4 has a complex non-sinusoidal shape, but its average rectified value is approximately proportional to the DC component of the current flowing through the equivalent resistance of the stator circuits relative to the ground. The constant voltage at the output of the rectifier 3 is superimposed on the circuit of the protected electrical installation. The shunt capacitor 8 (C i ) provides a path for AC to flow. Arrester 9 (FV) is provided in case of violation of the shunt capacitor circuit 8. Blocking element 7 is provided to eliminate the false action of the measuring protective element with the actuating unit 5 and isolation control element 6 when applying voltage to the device due to the transient process associated with the charge of the shunt capacitor 8 (C w ).
В нормальном режиме величина протекающего постоянного и переменного тока определяется состоянием изоляции защищаемой электроустановки. При снижении сопротивления изоляции или при замыкании на землю в цепях статора генератора ток в первичной обмотке разделительного трансформатора тока 4 возрастает и при достижении некоторого заданного значения срабатывает исполнительный блок в измерительном органе защиты с исполнительным блоком 5. Орган контроля изоляции 6 непрерывно отражает фактическое значение сопротивления цепей статора относительно земли.In normal mode, the magnitude of the flowing direct and alternating current is determined by the insulation state of the protected electrical installation. When the insulation resistance decreases or when an earth fault occurs in the generator stator circuits, the current in the primary winding of the isolation current transformer 4 increases and, when a certain set value is reached, the actuator unit in the measuring protective element with actuator unit 5 is activated. Insulation control element 6 continuously reflects the actual value of the circuit resistance stator relative to the earth.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003107388/28A RU2239269C1 (en) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | Earth fault protection and ac electric power unit isolation resistance control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003107388/28A RU2239269C1 (en) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | Earth fault protection and ac electric power unit isolation resistance control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003107388A RU2003107388A (en) | 2004-09-10 |
| RU2239269C1 true RU2239269C1 (en) | 2004-10-27 |
Family
ID=33537735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003107388/28A RU2239269C1 (en) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | Earth fault protection and ac electric power unit isolation resistance control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2239269C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2646219C1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-03-02 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Device for protecting against fault to ground and controlling insulation resistance of alternating current electric plant |
| RU2657867C2 (en) * | 2013-06-26 | 2018-06-18 | Шнейдер Электрик Эндюстри Сас | Method for evaluating electrical impedance connection to ground, method for evaluating power system and corresponding power system |
-
2003
- 2003-03-17 RU RU2003107388/28A patent/RU2239269C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657867C2 (en) * | 2013-06-26 | 2018-06-18 | Шнейдер Электрик Эндюстри Сас | Method for evaluating electrical impedance connection to ground, method for evaluating power system and corresponding power system |
| RU2646219C1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-03-02 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Device for protecting against fault to ground and controlling insulation resistance of alternating current electric plant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2741790C2 (en) | Overvoltage limitation system for medium and high voltage | |
| EP3148029B1 (en) | Fault protection devices and methods for power systems | |
| US10569895B2 (en) | Systems, methods, and devices for bipolar high voltage direct current ground fault detection | |
| US20180226796A1 (en) | Method and system for improved operation of power grid components in the presence of direct current (dc) | |
| CA2301144A1 (en) | Overvoltage protection circuit for a generating system | |
| CN110865311B (en) | Device for detecting direct or alternating current, module and protection unit comprising same | |
| US9385524B2 (en) | Arc flash mitigation system for use with generator excitation system | |
| US5453901A (en) | Detection and protection of excitation system from diode failure | |
| RU2239269C1 (en) | Earth fault protection and ac electric power unit isolation resistance control device | |
| RU112527U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING THE CONTROLLED BYPASS REACTOR FROM EARTH CIRCUITS | |
| Ristanovic et al. | Bus differential protection in industrial systems with generators connected directly to the main distribution bus | |
| RU2646219C1 (en) | Device for protecting against fault to ground and controlling insulation resistance of alternating current electric plant | |
| Akolkar et al. | Effect of point on wave angle on sensitivity of AC coil contactor and SMPS to voltage sags | |
| Sosa-Aguiluz et al. | CFE generator protection guidelines for setting 40 and 64G elements based on simulations and field experience | |
| Hartmann | Advanced generator ground fault protections | |
| RU2286636C1 (en) | Device for selective protection against ground faults in stator winding of generators operating in enlarged unit | |
| RU2297703C1 (en) | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST EARTH FAULTS IN 3 TO 10 - kV NETWORKS | |
| KR20180044665A (en) | System for detecting voltage unbalance of three phase motor control center | |
| Sudhakar et al. | Simulation of generator protection using Matlab | |
| Velasquez et al. | Synchronous generator protection settings with Real Time Digital Simulator | |
| Patterson et al. | A practical improvement to stator ground fault protection using negative sequence current | |
| Hartmann | Advanced generator ground fault protections—A revisit with new information | |
| Kasztenny et al. | Monitoring ageing CCVTs practical solutions with modern relays to avoid catastrophic failures | |
| RU214913U1 (en) | SAFETY DEVICE FOR SHIP ELECTRIC NETWORK | |
| KR102411894B1 (en) | Insulation separation type mechanical latch monitoring protection device of secondary commercial circuit of current transformer for switchgear |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050318 |