RU2255404C2 - Device for detecting single-phase ground fault in overhead insulated-neutral networks - Google Patents
Device for detecting single-phase ground fault in overhead insulated-neutral networks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255404C2 RU2255404C2 RU2003127805/09A RU2003127805A RU2255404C2 RU 2255404 C2 RU2255404 C2 RU 2255404C2 RU 2003127805/09 A RU2003127805/09 A RU 2003127805/09A RU 2003127805 A RU2003127805 A RU 2003127805A RU 2255404 C2 RU2255404 C2 RU 2255404C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- phase
- voltage
- phase comparison
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для сигнализации и защиты воздушных линий электропередачи при замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used for signaling and protection of overhead power lines during earth faults in networks with isolated neutral.
В таких сетях селективное выявление линии электропередачи, в которой произошло замыкание на землю, является достаточно сложной задачей. В настоящее время большинство подстанций 35/6(10) кВ не оснащены устройствами сигнализации или защиты от однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) отходящих линий и имеют только общесекционную сигнализацию при ОЗЗ, а поиск поврежденной линии осуществляется путем поочередного отключения отходящих линий.In such networks, the selective identification of a power line in which an earth fault has occurred is a rather difficult task. Currently, most 35/6 (10) kV substations are not equipped with signaling or protection devices against a single-phase earth fault (OZZ) of the outgoing lines and have only a general section alarm at the OZZ, and the search for a damaged line is carried out by switching off the outgoing lines one by one.
Известны устройства защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, например устройство [1], содержащее измерительный трансформатор напряжения нулевой последовательности, подключенный к входу пускового органа, формирователь короткого импульса, измерительный трансформатор тока нулевой последовательности на каждом присоединении, последовательно соединенные элементы сравнения, запрета, памяти, несовпадения, исполнительный орган, блок сброса памяти, выходом подключенный к вспомогательным входам всех элементов памяти, выходы которых подключены к соответствующим входам мажоритарного блока, фазоповоротный блок, компаратор, фильтр промышленной частоты для всех защищаемых присоединений, вход которого соединен с выходом измерительного трансформатора напряжения нулевой последовательности, а выход подключен к последовательно соединенным фазоповоротному блоку, компаратору, элементу И и формирователю короткого импульса, второй вход компаратора соединен с массой, а второй вход элемента И - с выходом пускового органа, выход каждого измерительного трансформатора тока нулевой последовательности непосредственно подключен к входу соответствующего элемента сравнения, а управляющий вход каждого элемента запрета - к выходу формирователя короткого импульса. Определение поврежденного присоединения осуществляется по знаку тока нулевой последовательности.Known devices for protection against single-phase earth faults in networks with isolated or compensated neutral, for example, a device [1], containing a zero-voltage measuring transformer connected to the input of the starting element, a short pulse shaper, zero-sequence measuring current transformer at each connection, connected in series elements of comparison, prohibition, memory, discrepancies, executive body, memory reset unit, output connected to auxiliary m inputs of all memory elements whose outputs are connected to the corresponding inputs of the majority block, phase-shifting block, comparator, industrial frequency filter for all protected connections, the input of which is connected to the output of the zero-sequence voltage transformer, and the output is connected to the phase-shifting block connected to the comparator, the element And and the shaper of a short pulse, the second input of the comparator is connected to the mass, and the second input of the element And is connected to the output of the starting element, zhdogo measuring residual current transformer directly connected to the input of the corresponding comparison element and the control input of each element of the ban - to the output of a short pulse generator. Determination of the damaged connection is carried out by the sign of the zero sequence current.
Недостатком описанного устройства является возможность ложного срабатывания от помех. Кроме того, данное устройство невозможно использовать на подстанциях, где имеются ячейки с воздушным выходом.A disadvantage of the described device is the possibility of a false response from interference. In addition, this device cannot be used in substations where there are cells with an air outlet.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство [2, с.64], которое используется для определения поврежденного присоединения при ОЗЗ в электрических сетях 6-10 кВ с воздушным и кабельным вводами, содержащее блок сравнения фаз, соединенный с нагрузочным трансформатором, измеритель тока, подключенный к блоку сравнения фаз, трансформатор тока нулевой последовательности для установки в ячейку 6-10 кВ, фильтр неосновных гармоник, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения фаз, блок выбора способа определения поврежденного присоединения, один выход которого подключен к второму входу блока сравнения фаз, а другой выход соединен с входом фильтра неосновных гармоник, вход блока выбора способа определения поврежденного соединения через переключатель вторичных цепей датчика тока нулевой последовательности связан с трансформатором тока нулевой последовательности соответствующего защищаемого присоединения. В описанном устройстве в качестве датчика тока в ячейке 6(10) кВ с воздушным выходом используется датчик тока нулевой последовательности ТДЗЛ-10 [2, с.61].The closest in technical essence to the proposed is a device [2, p.64], which is used to determine the damaged connection when OZZ in electrical networks 6-10 kV with air and cable inputs, containing a phase comparison unit connected to a load transformer, a current meter connected to the phase comparison unit, a zero sequence current transformer for installation in a 6-10 kV cell, a minor harmonic filter, the output of which is connected to one of the inputs of the phase comparison unit, the method selection unit is determined If the damaged connection is connected, one output of which is connected to the second input of the phase comparison unit, and the other output is connected to the input of the minor harmonic filter, the input of the selection block for the method of determining the damaged connection through the secondary circuit switch of the zero-sequence current sensor is connected to the zero-sequence current transformer of the corresponding protected connection. In the described device, as a current sensor in a 6 (10) kV cell with an air output, a zero-sequence current sensor TDZL-10 is used [2, p. 61].
Данное устройство поочередно подключается к трансформаторам тока нулевой последовательности и к электрической сети 220 В переменного тока только на время измерения. Поиск поврежденной линии с помощью данного устройства может осуществляться тремя способами: а) по значению емкостного тока (в электрической сети с изолированной нейтралью); б) по направлению емкостного тока (в электрических сетях с изолированной нейтралью или в режиме недокомпенсированного емкостного тока в сетях с компенсированной нейтралью); в) по значению искажения высшими гармониками формы синусоидальной кривой (в электрических сетях с компенсированной нейтралью любой степени компенсации емкостного тока).This device is connected in turn to zero-sequence current transformers and to an 220 V AC mains only for the duration of the measurement. The search for a damaged line using this device can be carried out in three ways: a) by the value of the capacitive current (in an electrical network with isolated neutral); b) in the direction of capacitive current (in electric networks with isolated neutral or in the mode of uncompensated capacitive current in networks with compensated neutral); c) by the value of distortion by the higher harmonics of the sinusoidal curve shape (in electric networks with compensated neutral of any degree of compensation of capacitive current).
Описанное устройство, во-первых, не позволяет фиксировать поврежденные присоединения при кратковременных ОЗЗ, во-вторых, оно подключается к трансформаторам тока нулевой последовательности (ТТНП) защищаемых присоединений вручную. Это обусловливает необходимость участия оперативного персонала в работах по выявлению поврежденного присоединения, что увеличивает время поиска и ликвидации замыкания на землю, особенно на подстанциях без постоянного обслуживающего персонала. Кроме того, в данном устройстве, в силу его особенностей, в качестве датчиков тока нулевой последовательности используются трансформаторы типа ТДЗЛ-10, имеющие большие габариты, а также большой коэффициент трансформации и, как следствие, низкую чувствительность по току нулевой последовательности (3I0), что не позволяет использовать данное устройство на подстанциях с небольшим (2-4) числом отходящих воздушных линий малой длины (2-3 км). Следует отметить также, что на выходной сигнал указанного трансформатора большое влияние оказывают внешние магнитные поля. Так, при малых значениях тока замыкания на землю Iз наводимый внешним магнитным полем сигнал может превышать это значение. Все перечисленные недостатки снижают помехоустойчивость известного устройства и сужают область его применения.The described device, firstly, does not allow fixing damaged connections during short-term OZZ, and secondly, it is connected to zero-sequence current transformers (TTNP) of protected connections manually. This necessitates the participation of operational personnel in the identification of a damaged connection, which increases the time to search for and eliminate earth faults, especially in substations without permanent maintenance personnel. In addition, in this device, due to its features, TDZL-10 type transformers with large dimensions, as well as a large transformation ratio and, as a result, low sensitivity of the zero sequence current (3I 0 ) are used as zero-sequence current sensors. which does not allow the use of this device in substations with a small (2-4) number of outgoing overhead lines of short length (2-3 km). It should also be noted that the output signal of the specified transformer is greatly influenced by external magnetic fields. So, for small values of the earth fault current I h the signal induced by an external magnetic field can exceed this value. All these shortcomings reduce the noise immunity of the known device and narrow the scope of its application.
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи создания простого в обращении и надежного устройства, имеющего небольшие габариты, для выявления поврежденной воздушной линии при однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью. Данная задача решена за счет того, что предлагаемое устройство работает автоматически, без участия обслуживающего персонала и может подключаться к системе телемеханики, имеет малые габариты и достаточно широкую область применения.The present invention is aimed at solving the problem of creating an easy-to-use and reliable device having small dimensions for detecting a damaged overhead line during a single-phase earth fault in a network with isolated neutral. This problem is solved due to the fact that the proposed device operates automatically, without the participation of maintenance personnel and can be connected to a telemechanics system, has small dimensions and a fairly wide scope.
С помощью заявляемого изобретения поставленная задача решается за счет того, что в устройство для определения однофазных замыканий на землю в воздушных сетях с изолированной нейтралью, содержащее трансформатор напряжения, блок сравнения фаз для каждого защищаемого присоединения, исполнительный блок, подключенный к выходу блока сравнения фаз, трансформатор тока нулевой последовательности для установки в ячейку с воздушным выходом, включающую измерительные трансформаторы тока, соединенные с проходными изоляторами, и высоковольтный выключатель, введены входной преобразователь и блок управления, причем входы входного преобразователя соединены с выводами вторичной обмотки трансформатора напряжения, а выход подключен к первому входу каждого блока сравнения фаз и к входу блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами блоков сравнения фаз, третий выход блока управления подключен к управляющему входу исполнительного блока, а в качестве трансформаторов тока нулевой последовательности использованы кабельные трансформаторы, устанавливаемые в каждую ячейку с воздушным выходом с помощью специальной конструкции из трех гибких проводов в изоляции, выводы вторичных обмоток которых подключены к четвертым входам соответствующих блоков сравнения фаз, а первичная обмотка трансформатора тока нулевой последовательности образована проводами фаз А, В, С, протянутыми через окно сердечника, одни концы которых соединены с контактами высоковольтного выключателя ячейки с воздушным выходом, а другие концы подключены к соответствующим проходным изоляторам: по фазе В непосредственно, а по фазам А и С - через измерительные трансформаторы тока. При этом блок управления содержит преобразователь напряжения, входом соединенный с входным преобразователем, а первым выходом подключенный к первому входу компаратора, другой вход которого соединен с выходной клеммой источника порогового напряжения, а выход подключен к входу первого формирователя времени задержки и к первому входу блока сравнения, сигнал с выхода которого подается на третий вход элемента сравнения фаз сигналов тока и напряжения, второй выход преобразователя напряжения соединен с первым входом формирователя сигнала установки, второй вход которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выход соединен с вторым входом блока сравнения, выход первого формирователя времени задержки соединен с входом формирователя времени измерения, выход которого соединен с входом второго формирователя времени задержки и с вторыми входами блоков сравнения фаз, выход второго формирователя времени задержки подключен к управляющему входу исполнительного блока, а блок сравнения фаз содержит входной преобразователь тока, на вход которого подаются сигналы с выхода соответствующего кабельного трансформатора, а выход соединен с входом первого формирователя прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй формирователь прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первым входом второго ключа, вторые входы первого и второго ключа подключены к первому выходу блока управления, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами элемента сравнения фаз сигналов тока и напряжения, третьим входом подключенного к второму выходу блока управления, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами элемента сравнения фаз сигналов тока и напряжения, третьим входом подключенного к первому выходу блока управления.Using the claimed invention, the problem is solved due to the fact that the device for determining single-phase earth faults in air networks with an isolated neutral containing a voltage transformer, a phase comparison unit for each protected connection, an executive unit connected to the output of the phase comparison unit, a transformer zero sequence current for installation in a cell with an air outlet, including measuring current transformers connected to bushing insulators, and a high-voltage a switch, an input converter and a control unit are introduced, the inputs of the input converter being connected to the terminals of the secondary winding of the voltage transformer, and the output connected to the first input of each phase comparison unit and to the input of the control unit, the first and second outputs of which are connected respectively to the second and third inputs of the blocks phase comparison, the third output of the control unit is connected to the control input of the Executive unit, and cable transformers are used as zero sequence current transformers formatters installed in each cell with an air outlet using a special design of three flexible wires in isolation, the terminals of the secondary windings of which are connected to the fourth inputs of the corresponding phase comparison units, and the primary winding of the zero-sequence current transformer is formed by wires of phases A, B, C, stretched through the window of the core, some ends of which are connected to the contacts of the high-voltage circuit breaker of the cell with an air outlet, and the other ends are connected to the corresponding bushing insulators: e B directly, and the phases A and C - through measuring current transformers. The control unit comprises a voltage converter connected to an input converter by an input and connected to the first input of a comparator with a first output, the other input of which is connected to an output terminal of a threshold voltage source, and the output is connected to the input of the first delay time driver and to the first input of the comparison unit, a signal from the output of which is fed to the third input of the phase and current signal voltage comparison element, the second output of the voltage converter is connected to the first input of the signal conditioner installation, the second input of which is connected to the output of the square-wave pulse generator, and the output is connected to the second input of the comparison unit, the output of the first delay driver is connected to the input of the measurement driver, the output of which is connected to the input of the second delay driver and to the second inputs of the phase comparison units, the output of the second delay time driver is connected to the control input of the executive unit, and the phase comparison unit contains an input current converter, to the input of which a signal is supplied from the output of the corresponding cable transformer, and the output is connected to the input of the first rectangular pulse shaper, the output of which is connected to the first input of the first key, the second rectangular pulse shaper, the output of which is connected to the first input of the second key, the second inputs of the first and second key are connected to the first output of the block control, and the outputs are connected respectively to the first and second inputs of the element for comparing the phases of the current and voltage signals, the third input connected to the second output of the control unit I, and the outputs are connected respectively to the first and second inputs of the element for comparing the phases of the current and voltage signals, the third input connected to the first output of the control unit.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена функциональная схема предлагаемого устройства.The invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of the proposed device.
Устройство для определения однофазных замыканий на землю в воздушных сетях с изолированной нейтралью состоит из определителя поврежденной линии 1, соединенного с ячейками с воздушными выходами 2, которые соединены с трансформатором напряжения (ТН) 3. Определитель поврежденной линии 1 содержит блоки 4 сравнения фаз по числу присоединений, входной преобразователь 5, вход которого соединен с трансформатором напряжения 3, а выход подключен к первому входу блока 4 сравнения фаз каждого защищаемого присоединения и к входу блока 6 управления, первый выход которого соединен с вторым входом блока 4 сравнения фаз каждого защищаемого присоединения, второй выход подключен к третьему входу блока 4 сравнения фаз каждого защищаемого присоединения, а третий выход блока 6 управления соединен с управляющим входом исполнительного блока 7, трансформаторы 8 тока нулевой последовательности (ТНП), устанавливаемые в соответствующей ячейке 2 с воздушным выходом с помощью специальной конструкции из трех гибких проводов в изоляции, выводы вторичной обмотки трансформатора 8 ТНП подключены к четвертым входам блоков 4 сравнения фаз, а первичная обмотка образована проводами фаз А, В, С, протянутыми через окно сердечника, одни концы которых соединены с контактами высоковольтного выключателя 9, а другие концы подключены к соответствующим проходным изоляторам 10: по фазе В непосредственно, а по фазам А и С - через измерительные трансформаторы тока 11.A device for determining single-phase earth faults in air networks with an isolated neutral consists of a fault line identifier 1 connected to cells with air outlets 2 that are connected to a voltage transformer (VT) 3. The fault line identifier 1 contains phase comparison units 4 for the number of connections , an input converter 5, the input of which is connected to a voltage transformer 3, and the output is connected to the first input of the phase comparison unit 4 of each protected connection and to the input of the control unit 6, the first the output of which is connected to the second input of the phase comparison unit 4 of each protected connection, the second output is connected to the third input of the phase comparison unit 4 of each protected connection, and the third output of the control unit 6 is connected to the control input of the Executive unit 7, zero sequence current transformers 8 (TNP ) installed in the corresponding cell 2 with an air outlet using a special design of three flexible wires in isolation, the terminals of the secondary winding of transformer 8 of the consumer goods are connected to the fourth the inputs of the phase comparison blocks 4, and the primary winding is formed by wires of phases A, B, C stretched through the core window, one ends of which are connected to the contacts of the high-voltage switch 9, and the other ends are connected to the corresponding bushing insulators 10: in phase B directly, and along phases A and C - through measuring current transformers 11.
Блоки сравнения фаз 4 предназначены для преобразования сигнала тока нулевой последовательности 3I0 защищаемого присоединения, фильтрации, сравнения с опорным напряжением, усиления и сравнения углов сдвига фаз между сигналом напряжения нулевой последовательности (ННП) 3U0 и сигналом тока нулевой последовательности (ТНП) 3I0, фиксации наличия ОЗЗ и запоминания этой информации в течение определенного заданного интервала времени. Блок 4 сравнения фаз может быть выполнен, например, как показано на чертеже, и содержит входной преобразователь 12 тока, соединенный с первым 13 формирователем прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первым входом первого ключа 14, второй 15 формирователь прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первым входом второго ключа 16, вторые входы ключей 14, 16 подключены к второму выходу блока 6 управления, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 17 сравнения фаз сигналов тока и напряжения, третьим входом подключенного к второму выходу блока 6 управления.Phase comparison blocks 4 are designed to convert the zero-sequence current signal 3I 0 of the protected connection, filtering, comparing with the reference voltage, amplifying and comparing phase angle angles between the zero-sequence voltage signal (NNP) 3U 0 and the zero-sequence current signal (TNP) 3I 0 , fixing the presence of OZZ and storing this information for a certain predetermined time interval. Block 4 phase comparison can be performed, for example, as shown in the drawing, and contains an input current transformer 12 connected to the first 13 square-wave pulse shaper, the output of which is connected to the first input of the first key 14, the second 15 square-wave pulse shaper, the output of which is connected to the first input of the second key 16, the second inputs of the keys 14, 16 are connected to the second output of the control unit 6, and the outputs are connected respectively to the first and second inputs of the element 17 comparing the phases of the current and voltage signals, the third input connected to the second output of the control unit 6.
Блок 6 управления предназначен для преобразования сигнала 3U0 в постоянное напряжение и формирования сигналов, управляющих работой блоков 4 сравнения фаз и исполнительного блока 7. Блок 6 управления может быть выполнен, как показано на прилагаемом чертеже, и содержит преобразователь напряжения 18, входом соединенный с входным преобразователем 5, а первым выходом подключенный к первому входу компаратора 19, другой вход которого соединен с выходной клеммой источника порогового напряжения, а выход подключен к входу первого 20 формирователя времени задержки и к первому входу блока 21 сравнения, второй выход преобразователя напряжения 18 соединен с первым входом формирователя 22 сигнала установки, второй вход которого подключен к выходу генератора 23 прямоугольных импульсов, а выход соединен с вторым входом блока 21 сравнения, выход первого 20 формирователя времени задержки соединен с входом формирователя 24 времени измерения, выход которого соединен с входом второго 25 формирователя времени задержки, и с вторыми входами блоков 4 сравнения фаз, выход которого соединен с соответствующим входом исполнительного блока 7.The control unit 6 is designed to convert the signal 3U 0 to a constant voltage and generate signals that control the operation of the phase comparison units 4 and the executive unit 7. The control unit 6 can be performed, as shown in the attached drawing, and contains a voltage converter 18 connected to the input by an input converter 5, and the first output connected to the first input of the comparator 19, the other input of which is connected to the output terminal of the threshold voltage source, and the output is connected to the input of the first 20 shaper To delay the first input of the comparison unit 21, the second output of the voltage converter 18 is connected to the first input of the setup signal generator 22, the second input of which is connected to the output of the rectangular pulse generator 23, and the output is connected to the second input of the comparison unit 21, the output of the first 20 time driver the delay is connected to the input of the shaper 24 of the measurement time, the output of which is connected to the input of the second 25 shaper of the delay time, and to the second inputs of the blocks 4 phase comparison, the output of which is connected to the corresponding the input of the Executive unit 7.
Исполнительный блок 7 предназначен для индикации наличия или отсутствия ОЗЗ и формирования телесигнализации на внешние управляющие устройства. Исполнительный блок 7 может быть выполнен, например, как показано на чертеже, и содержит формирователь 26 сигналов ТС, блок памяти 27, соответствующие входы которых соединены с выходами соответствующих блоков 4 сравнения фаз, а выходы блока памяти 27 подключены к входам блока индикации 28.The Executive unit 7 is designed to indicate the presence or absence of OZZ and the formation of tele-signaling to external control devices. The Executive unit 7 can be performed, for example, as shown in the drawing, and contains a signal generator 26 TC, a memory unit 27, the corresponding inputs of which are connected to the outputs of the respective blocks 4 phase comparison, and the outputs of the memory unit 27 are connected to the inputs of the display unit 28.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
При возникновении однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в одной из отходящих линий (присоединений) сети с изолированной нейтралью напряжением (6-10) кВ на выходе ТН 3, обмотки которого соединены по схеме "разомкнутый треугольник", появляется сигнал 3U0 напряжения нулевой последовательности (ННП), а на вторичных обмотках трансформатора 8 ТНП, включенных в соответствующую ячейку 2 с воздушным выходом, появляются сигналы тока нулевой последовательности 3I0, которые поступают на вход соответствующего блока сравнения фаз 4 определителя поврежденной линии 1.In the event of a single-phase earth fault (OZZ) in one of the outgoing lines (connections) of the network with an insulated neutral voltage of (6-10) kV at the output of VT 3, the windings of which are connected according to the “open triangle” circuit, a zero sequence voltage signal 3U 0 appears (NNI), and on the secondary windings of the transformer 8 of the consumer goods included in the corresponding cell 2 with an air output, zero-sequence current signals 3I 0 appear, which are fed to the input of the corresponding phase comparison unit 4 of the determinant of the damaged line 1.
Ток замыкания на землю, протекающий по проводу поврежденной фазы линии, имеет направление от шин подстанции к месту замыкания на землю. Суммарные емкостные токи, протекающие по неповрежденным линиям, имеют направление от земли к шинам подстанции. Таким образом, во время ОЗЗ в сети во вторичных обмотках трансформаторов 8 ТНП, установленных в ячейки 2 (6-10) кВ с воздушными выходами с помощью конструкции из трех гибких проводов, поврежденной и неповрежденных линий будут протекать токи, противоположные по направлению, и согласно временной диаграмме, приведенной в [3], вектор 3I0 в поврежденной линии будет отставать от вектора 3U0 приблизительно на 90°. В неповрежденных линиях вектора 3I0 будут опережать вектор 3U0 приблизительно на 90°.The earth fault current flowing through the wire of the damaged phase of the line has a direction from the substation buses to the earth fault location. The total capacitive currents flowing along the undamaged lines are directed from the ground to the substation buses. Thus, during the OZZ in the network in the secondary windings of transformers 8 of the consumer goods, installed in the cells 2 (6-10) kV with air outlets using the design of three flexible wires, damaged and undamaged lines, currents flowing in the opposite direction will flow, and according to In the time diagram given in [3], the 3I 0 vector in the damaged line will lag behind the 3U 0 vector by approximately 90 °. In undamaged lines, the 3I 0 vector will be ahead of the 3U 0 vector by approximately 90 °.
Сигнал напряжения нулевой последовательности 3U0 поступает на вход входного преобразователя 5, который осуществляет гальваническую развязку сигнала напряжения нулевой последовательности, обеспечивает защиту от перегрузок и линейность преобразования сигнала. Выходной сигнал входного преобразователя 5 поступает на вход преобразователя 18 блока управления 6, который преобразует поступающий сигнал в постоянное напряжение, значение которого равно амплитуде поступающего сигнала, и выдает его на вход компаратора 19 блока управления 6. Компаратор 19 сравнивает поступающий сигнал с пороговым напряжением Uп, значение которого определяется напряжением срабатывания. В случае если значение напряжения, поступающего с выхода преобразователя 18 напряжения, превышает значение порогового напряжения Uп, на выходе компаратора 19 появляется сигнал, поступающий на соответствующий вход блока 21 сравнения и на вход формирователя 20 времени задержки, который формирует на своем выходе сигнал с задержкой tз1. Этот сигнал поступает на вход формирователя 24 времени измерения, на выходе которого формируется сигнал длительностью tизм.The voltage signal of the zero sequence 3U 0 is fed to the input of the input Converter 5, which provides galvanic isolation of the voltage signal of the zero sequence, provides protection against overloads and linear signal conversion. The output signal of the input Converter 5 is fed to the input of the converter 18 of the control unit 6, which converts the incoming signal to a constant voltage, the value of which is equal to the amplitude of the incoming signal, and outputs it to the input of the comparator 19 of the control unit 6. The comparator 19 compares the incoming signal with a threshold voltage U p whose value is determined by the operating voltage. If the value of the voltage supplied from the output of the voltage converter 18 exceeds the value of the threshold voltage U p , the signal arriving at the output of the comparator 19 arrives at the corresponding input of the comparison unit 21 and at the input of the delay driver 20, which generates a delayed signal at its output t s1 . This signal is fed to the input of the shaper 24 of the measurement time, at the output of which a signal of duration t ISM is generated.
Одновременно с появлением сигнала напряжения нулевой последовательности на выходах трансформаторов 8 ТНП появляются сигналы тока нулевой последовательности, которые подаются на вход входного преобразователя 12 соответствующего блока 4 сравнения фаз. Входной преобразователь 12 осуществляет преобразование по уровню и усиление поступающего сигнала, а также выделение полосы частот от 0 до 150 Гц. Преобразованный сигнал с выхода преобразователя 12 поступает на вход формирователя 13 прямоугольных импульсов, который преобразует сигнал ТНП в прямоугольный сигнал и выдает его на соответствующий вход ключа 14. При этом на вход формирователя 15 прямоугольных импульсов подается сигнал ННП, поступающий с выхода входного преобразователя 5. Формирователь 15 формирует выходной сигнал прямоугольной формы, который подается на соответствующий вход ключа 16. Как только на вторые входы ключей 14, 16 поступает сигнал с выхода формирователя 24 времени измерения, ключи 14, 16 замыкаются на время tизм и пропускают сигналы на соответствующие входы элемента 17 сравнения фаз сигналов тока и напряжения. Отходящая линия считается поврежденной, если угол сдвига фаз между ННП и ТНП находится в диапазоне от 180 до 360° (напряжение опережает ток).Simultaneously with the appearance of the zero-sequence voltage signal, the outputs of the zero-sequence current appear at the outputs of transformers 8 of the consumer goods, which are fed to the input of the inverter 12 of the corresponding phase comparison unit 4. The input Converter 12 performs the level conversion and amplification of the incoming signal, as well as the allocation of the frequency band from 0 to 150 Hz. The converted signal from the output of the converter 12 is fed to the input of the rectangular pulse shaper 13, which converts the consumer goods signal into a rectangular signal and gives it to the corresponding input of the key 14. In this case, the NNP signal from the output of the input converter 5 is supplied to the input of the rectangular pulse shaper 15 15 generates an output signal of a rectangular shape, which is supplied to the corresponding input of the key 16. As soon as the second inputs of the keys 14, 16 receive a signal from the output of the shaper 24 time Fertility keys 14, 16 are closed for a time t ISM and transmit signals to the corresponding inputs of the element 17 comparing the phases of the current and voltage signals. The outgoing line is considered damaged if the phase angle between the low voltage and low voltage is in the range from 180 to 360 ° (the voltage is ahead of the current).
Если угол сдвига фаз между ННП и ТНП находится в диапазоне от 0 до 180°, линия считается неповрежденной.If the phase angle between NNP and TNP is in the range from 0 to 180 °, the line is considered intact.
На третий вход элемента 17 сравнения фаз сигналов тока и напряжения подается управляющий сигнал с выхода блока 21 сравнения, входящего в состав блока управления 6, запрещающий работу элемента 17 сравнения фаз сигналов в случае отсутствия ОЗЗ. При наличии ОЗЗ на выходе элемента 17 появляется сигнал, поступающий на соответствующие входы формирователя 26 сигналов ТС и блока 27 памяти исполнительного блока 7. Сигнал на соответствующем выходе формирователя 26 сигналов ТС удерживается от момента появления ОЗЗ до момента, когда в случае пропадания ОЗЗ блок 21 сравнения устанавливает элемент 17 сравнения фаз в исходное состояние через интервал времени ty.At the third input of the element 17 comparing the phases of the current and voltage signals, a control signal is supplied from the output of the comparison unit 21, which is part of the control unit 6, prohibiting the operation of the element 17 comparing the phases of the signals in the absence of OZZ. In the presence of OZZ at the output of element 17, a signal appears at the corresponding inputs of the shaper 26 of the vehicle signals and the memory unit 27 of the executive unit 7. The signal at the corresponding output of the shaper 26 of the signals of the vehicle is held from the moment the OZZ appears until the comparison unit 21 is lost sets the phase comparison element 17 to its initial state after a time interval t y .
В случае повреждения одной или нескольких отходящих линий на выходах соответствующих элементов 17 сравнения фаз сигналов тока и напряжения формируются сигналы повреждения линий, поступающие на соответствующие входы исполнительного блока 7. По сигналу с выхода формирователя 25 времени задержки, поступающему на управляющий вход блока 27 памяти, сигнал о номере поврежденной линии записывается в блок 27 памяти. При этом на выходе блока 27 памяти формируется сигнал о номере поврежденной линии, который через интервал времени tз2 поступает на вход блока 28 индикации. При этом начинает светиться светодиод, соответствующий поврежденной линии. Светодиод продолжает светиться до следующего однофазного замыкания на землю или до отключения напряжения питания.In the event of damage to one or more outgoing lines at the outputs of the respective elements 17 comparing the phases of the current and voltage signals, line damage signals are generated that are sent to the corresponding inputs of the executive unit 7. The signal from the output of the driver 25 of the delay time arriving at the control input of the memory unit 27, the signal the number of the damaged line is recorded in the block 27 of the memory. In this case, at the output of the memory unit 27, a signal is generated about the number of the damaged line, which, after a time interval t z2, is input to the display unit 28. At the same time, the LED corresponding to the damaged line starts to glow. The LED remains lit until the next single-phase earth fault or until the power supply is turned off.
После пропадания ОЗЗ в одной из отходящих линий в этой линии пропадают сигналы 3I0 и 3U0. При этом после пропадания сигнала 3U0 на втором выходе преобразователя 18 напряжения пропадают импульсы, сбрасывающие формирователь 22 сигнала установки и осуществляющие обнуление счетчиков формирователя 22. На другой вход формирователя 22 поступают прямоугольные импульсы с выхода генератора 23. Формирователь 22 сигнала установки выдает импульс на второй вход блока 21 сравнения, который формирует сигнал, поступающий на управляющий вход элемента 17 сравнения фаз, запрещающий его работу и устанавливающий его в состояние, соответствующее отсутствию повреждения линии.After the disappearance of the OZZ in one of the outgoing lines, the signals 3I 0 and 3U 0 disappear in this line. In this case, after the 3U 0 signal disappears, pulses disappearing at the second output of the voltage converter 18 and reset the shaper of the setup signal 22 and zeroing the counters of the shaper 22. Rectangular pulses from the output of the generator 23 are received at the other input of the shaper 22. The setup signal shaper 22 gives a pulse to the second input block 21 comparison, which generates a signal received at the control input of the element 17 phase comparison, prohibiting its operation and setting it to a state corresponding to the absence Twi line damage.
Предлагаемое техническое решение позволяет автоматически определять поврежденную воздушную линию при ОЗЗ в сети с изолированной нейтралью, передавать номер поврежденной линии в диспетчерский центр с помощью устройства телемеханики, а также повысить селективность определения поврежденной линии как при кратковременном, так и при длительном ОЗЗ.The proposed technical solution allows you to automatically identify a damaged overhead line during an OZZ in a network with an isolated neutral, transmit the number of the damaged line to a control center using a telemechanics device, and also increase the selectivity of determining a damaged line for both short-term and long-term OZZ.
Источники информацииSources of information
1. А.С. СССР №1267525, МПК 6 Н 02 Н 3/16, приор, от 20.12.84, опубл. 1986.1. A.S. USSR No. 1267525, IPC 6 Н 02 Н 3/16, prior, from 20.12.84, publ. 1986.
2. Степанов Ю.А., Степанов Д.Ю. Совершенствование релейной защиты на примерах построения векторных диаграмм. - М.: Энергоатомиздат, 1999.2. Stepanov Yu.A., Stepanov D.Yu. Improving relay protection using examples of building vector diagrams. - M .: Energoatomizdat, 1999.
3. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1998, с.290.3. Chernobrovov N.V., Semenov V.A. Relay protection of energy systems. - M .: Energoatomizdat, 1998, p. 290.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003127805/09A RU2255404C2 (en) | 2003-09-15 | 2003-09-15 | Device for detecting single-phase ground fault in overhead insulated-neutral networks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003127805/09A RU2255404C2 (en) | 2003-09-15 | 2003-09-15 | Device for detecting single-phase ground fault in overhead insulated-neutral networks |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003127805A RU2003127805A (en) | 2005-03-27 |
| RU2255404C2 true RU2255404C2 (en) | 2005-06-27 |
Family
ID=35559937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003127805/09A RU2255404C2 (en) | 2003-09-15 | 2003-09-15 | Device for detecting single-phase ground fault in overhead insulated-neutral networks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2255404C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473158C1 (en) * | 2011-06-20 | 2013-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им.акад. А.Н. Крылова") | Device of selective monitoring and protection against earth faults in circuit with isolated neutral |
-
2003
- 2003-09-15 RU RU2003127805/09A patent/RU2255404C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СТЕПАНОВ Ю.А. и др. Совершенствование релейной защиты на примерах построения векторных диаграмм. - М.: Энергоатомиздат, 1999, с. 64. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473158C1 (en) * | 2011-06-20 | 2013-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова" (ФГУП "ЦНИИ им.акад. А.Н. Крылова") | Device of selective monitoring and protection against earth faults in circuit with isolated neutral |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003127805A (en) | 2005-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102623967A (en) | Medium-low voltage bus electrical arc light protection method and system | |
| Yee et al. | Ultra High Speed Relay for EHV/UHV Transmission Lines--Installation-Staged Fault Tests and Operational Experience | |
| RU2581607C1 (en) | Method of protection from breaks of phase and neutral wires of four-wire overhead line of electric mains voltage of 380 v and device therefor | |
| CN214412259U (en) | IT power supply system earth leakage protection device | |
| US20110178649A1 (en) | Method for preventing electric shock by contact with connected-to-ground electric appliances and installations, and apparatus therefor | |
| RU2255404C2 (en) | Device for detecting single-phase ground fault in overhead insulated-neutral networks | |
| CN103018631A (en) | System for 10kV fault line detection | |
| RU171206U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING ELECTRIC TRANSMISSION LINES FROM SINGLE-PHASE EARTH CLOSES IN A THREE-PHASE NETWORK WITH INSULATED NEUTRAL | |
| KR20220001310A (en) | Leakage current limit DC distribution system and construction method | |
| RU88859U1 (en) | DEVICE FOR CENTRALIZED PROTECTION AGAINST SINGLE PHASE CIRCUIT TO THE GROUND IN A NETWORK WITH ISOLATED NEUTRAL | |
| Mashrapov et al. | Interference Free Measuring Devices for Current Protection on Reed Switches without Current Transformers | |
| RU2244992C1 (en) | Device for detecting single-phase ground faults in insulated-neutral networks | |
| RU2788035C1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING PHASE-TO-PHASE AND GROUND FAULTS IN NETWORKS WITH AN ISOLATED VOLTAGE OF 6-10 kV NEUTRAL | |
| RU2096795C1 (en) | Device for detection of distance to single-phase short-circuit to ground in electric power transmission lines for 6-35 kv with insulated or compensated neutral wire | |
| KR102411894B1 (en) | Insulation separation type mechanical latch monitoring protection device of secondary commercial circuit of current transformer for switchgear | |
| JPH0343593B2 (en) | ||
| RU210482U1 (en) | ALARM DEVICE WHEN THE WIRE IS BREAKED VL-(6)10 kV | |
| CN103337806A (en) | Ring network switch having nuclear phase function | |
| JPH07298476A (en) | Lightening response relay device | |
| RU2788519C1 (en) | Method for disconnecting a damaged connection with a single-phase earth fault in networks with an isolated neutral | |
| CN215498243U (en) | Leakage protection system of block terminal | |
| SU1480001A1 (en) | Device for detection of single-phase partial ground in three-phase network with insulated neutral | |
| SU1138874A1 (en) | Device for protecting against earth leakage in isolated neutral system | |
| JP2597899B2 (en) | Substation fault identification method | |
| ES8206090A1 (en) | Highly sensitive fault current protection switch responding to any current. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060712 |