RU226415U1 - Устройство релейной защиты - Google Patents
Устройство релейной защиты Download PDFInfo
- Publication number
- RU226415U1 RU226415U1 RU2024106709U RU2024106709U RU226415U1 RU 226415 U1 RU226415 U1 RU 226415U1 RU 2024106709 U RU2024106709 U RU 2024106709U RU 2024106709 U RU2024106709 U RU 2024106709U RU 226415 U1 RU226415 U1 RU 226415U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- block
- effective value
- analog
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении точности работы измерительных органов тока с целью повышения чувствительности защиты. Устройство релейной защиты содержит магнитный датчик тока (1) по числу фаз электроустановки, выход которого подключен к входу блока аналоговой фильтрации (2). Выход блока аналоговой фильтрации (2) подключен к входу блока аналого-цифрового преобразователя (3), выход которого, в свою очередь, подключен к входу блока выделения действующего значения входного сигнала (4). Первый выход блока выделения действующего значения входного сигнала (4) подключен к входу блока вычисления коэффициента преобразования магнитного датчика (5), выход которого подключен к первому входу перемножителя (6), второй выход блока выделения действующего значения (4) подключен ко второму входу перемножителя (6). Выход блока (6) связан с входом элемента (7), обеспечивающего защиту.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к системам релейной защиты, и может быть использована для осуществления защиты электрооборудования от коротких замыканий, основанной на контроле действующего значения тока.
Известно устройство релейной защиты (Ковженкин B.C. Исследование дистанционных трансформаторов тока применительно к релейной защите линий напряжением 110-220 кВ: диссертация… кандидата технических наук: 05.14.02. - Москва - Смоленск, 1997. - 185 с., с. 126-129), содержащее магнитные датчики по числу фаз, подключенные к входам аналогово-дискретного преобразователя, осуществляющего интегрирование входного сигнала для получения импульсов, длительность которых пропорциональна действующему значению первичного тока, канал связи, а также приемный полукомплект, осуществляющий заданный алгоритм работы защиты.
Недостатком данного технического решения является низкая точность вычисления действующего значения тока промышленной частоты, обусловленная использованием интеграторов и постоянного коэффициента преобразования магнитного датчика.
Известно устройство для максимальной токовой защиты высоковольтной установки (Авторское свидетельство SU №678581 (СССР), публ. 05.08.1979, МПК Н02Н 7/00, Н02Н 3/08), выбранное за прототип, содержащее магнитные датчики тока по числу фаз, включенные последовательно с измерительными органами и элементами, обеспечивающими заданную логику защиты.
Недостатком данного технического решения является низкая точность вследствие реагирования релейного элемента на напряжение, пропорциональное производной полного тока, а не действующего значения промышленной частоты, а также использования постоянного коэффициента преобразования без учета нелинейности характеристики намагничивания магнитного датчика.
Технический результат состоит в повышении точности работы измерительных органов тока с целью повышения чувствительности защиты.
Технический результат достигается тем, что в устройство релейной защиты от коротких замыканий, содержащее магнитные датчики тока по числу фаз, включенные последовательно с измерительным органом и элементом, обеспечивающим защиту, дополнительно введен блок аналоговой фильтрации высокочастотных составляющих входного сигнала, вход которого подключен к выходу магнитного датчика тока, а выход - к входу блока аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу блока выделения действующего значения промышленной частоты входного сигнала, первый выход которого подключен к входу блока определения переменного коэффициента преобразования магнитного датчика по предварительно заданной нелинейной характеристике магнитного датчика, а второй выход - ко второму входу перемножителя, первый вход которого подключен ко второму выходу блока выделения действующего значения промышленной частоты входного сигнала, при это выход перемножителя подключен к элементу, обеспечивающему защиту. Предлагаемая полезная модель может быть реализована с использованием микропроцессорной элементной базы.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, на которой представлена структурная схема устройства предлагаемого устройства защиты, содержащая:
1 - магнитный датчик тока;
2 - блок аналоговой фильтрации низкой частоты;
3 - блок аналого-цифрового преобразователя;
4 - блок выделения действующего значения входного сигнала;
5 - блок вычисления по заданной нелинейной зависимости коэффициента преобразования магнитного датчика;
6 - перемножитель;
7 - элемент, обеспечивающий логику защиты.
Устройство релейной защиты содержит магнитный датчик тока 1 по числу фаз электроустановки, выход которого подключен к входу блока аналоговой фильтрации 2. Выход блока аналоговой фильтрации 2 подключен к входу блока аналого-цифрового преобразователя 3, выход которого, в свою очередь, подключен к входу блока выделения действующего значения входного сигнала 4. Первый выход блока выделения действующего значения входного сигнала 4 подключен к входу блока вычисления коэффициента преобразования магнитного датчика 5, выход которого подключен к первому входу перемножителя 6, второй выход блока выделения действующего значения 4 подключен ко второму входу перемножителя 6. Выход блока 6 связан с входом элемента 7, обеспечивающего защиту.
Устройство работает следующим образом.
Основной информационной составляющей для токовых защит является составляющая промышленной частоты (50 Гц), для которой мгновенное значение определяется как
где Im 50 - максимальное значение (амплитуда) тока промышленной частоты;
ω50 - угловая частота;
t - время;
ϕ50 - фазовый угол тока промышленной частоты;
I50 - действующее значение тока промышленной частоты.
При протекании тока i(t) по проводнику защищаемой электроустановки в катушке магнитного датчика тока 1 индуцируется напряжение u(t)МДТ, пропорциональное первой производной первичного тока:
где М - коэффициент взаимной индукции магнитного датчика тока и проводника.
При этом составляющая 50 Гц индуцируемого напряжения определяется как:
На выводах магнитного датчика наводится вторичное напряжение, определяемое как:
где i2(t) - ток во вторичной цепи магнитного датчика;
R - сопротивление вторичной цепи магнитного датчика, складывающееся из сопротивления по постоянному току обмотки датчика, сопротивления соединительных проводов и входного сопротивления блока защиты.
С выхода магнитного датчика 1 напряжение u2(t) подается на вход аналогового фильтра 2, который обеспечивает фильтрацию высокочастотных составляющих входного сигнала. Выходной сигнал аналогового фильтра 2 подается на вход аналого-цифрового преобразователя 3, осуществляющего дискретизацию сигнала по времени и квантованию его по уровню. На выходе аналого-цифрового преобразователя появляются импульсы напряжения , несущие информацию о мгновенных значениях сигнала в определенные моменты дискретного времени nT, где n - номер выборки, T - период дискретизации.
Полученные выборки поступают в блок выделения действующего значения 4 вторичного напряжения магнитного датчика тока U50(nT) промышленной частоты, которое из сопоставления выражений (3) и (1) прямо пропорционально действующему значению составляющей промышленной частоты первичного тока I50(nТ).
Полученное значение U50(nT) с первого выхода блока 4 поступает на вход блока 5, в котором реализована линейная интерполяция предварительно заданной нелинейной характеристики коэффициента преобразования магнитного датчика kI/U (отношение первичного тока к соответствующему ему вторичному напряжению МДТ) в зависимости от вторичного напряжения. По входному значению U50(nТ) на выходе блока 5 формируется значение соответствующего коэффициента преобразования kI/U, которое поступает на первый вход перемножителя 6. На второй вход перемножителя 6 подается значение U50(nT) со второго выхода блока 4. В блоке 6 происходит вычисление действующего значения тока I50(nT) путем перемножения коэффициента преобразования магнитного датчика тока kI/U и действующего значения напряжения U50(nT).
Таким образом, для осуществления дальнейших функций защиты в блоке 7 используется непосредственно действующее значение тока 50 Гц.
На фиг. 2 приведены расчетные осциллограммы выделения по одинаковому алгоритму действующего значения по сигналу первичного тока (I50) и значения, получаемого в предлагаемой полезной модели в блоке 6 I50 восстановленное. Для примера в блоке 4 используется алгоритм Фурье. При установившемся режиме погрешность восстановления не превышает 1%. Короткое замыкание происходит в момент времени равный 0,1 с. При коротком замыкании за счет малой степени трансформации апериодической составляющей входного сигнала магнитным датчиком тока на выходе блока 6 быстрее устанавливается истинное значение тока 50 Гц.
Claims (1)
- Устройство релейной защиты от коротких замыканий, содержащее магнитные датчики тока по числу фаз, включенные последовательно с измерительным органом и элементом, обеспечивающим защиту, отличающееся тем, что измерительный орган содержит блок аналоговой фильтрации высокочастотных составляющих входного сигнала, вход которого подключен к выходу магнитного датчика тока, а выход – к входу блока аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу блока выделения действующего значения промышленной частоты входного сигнала, первый выход которого подключен к входу блока определения переменного коэффициента преобразования магнитного датчика по предварительно заданной нелинейной характеристике магнитного датчика, а второй выход – ко второму входу перемножителя, первый вход которого подключен ко второму выходу блока выделения действующего значения промышленной частоты входного сигнала, при этом выход перемножителя подключен к элементу, обеспечивающему защиту.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU226415U1 true RU226415U1 (ru) | 2024-06-04 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU245907A1 (ru) * | В. Е. Казанский , А. П. Кузнецов | УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА | ||
| SU678581A1 (ru) * | 1977-12-01 | 1979-08-05 | Рижский Опытный Завод Латвэнерго | Устройство дл максимальной токовой защиты высоковольтной установки |
| US4423459A (en) * | 1982-04-05 | 1983-12-27 | Siemens-Allis, Inc. | Solid state circuit protection system and method |
| RU2171475C1 (ru) * | 2000-05-17 | 2001-07-27 | Езерский Сергей Владимирович | Микропроцессорное многофункциональное устройство реле частоты |
| US7349188B2 (en) * | 2005-06-06 | 2008-03-25 | Eaton Corporation | Arc fault detector responsive to patterns in interval to interval change in integrated sensed current values |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU245907A1 (ru) * | В. Е. Казанский , А. П. Кузнецов | УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА | ||
| SU678581A1 (ru) * | 1977-12-01 | 1979-08-05 | Рижский Опытный Завод Латвэнерго | Устройство дл максимальной токовой защиты высоковольтной установки |
| US4423459A (en) * | 1982-04-05 | 1983-12-27 | Siemens-Allis, Inc. | Solid state circuit protection system and method |
| RU2171475C1 (ru) * | 2000-05-17 | 2001-07-27 | Езерский Сергей Владимирович | Микропроцессорное многофункциональное устройство реле частоты |
| US7349188B2 (en) * | 2005-06-06 | 2008-03-25 | Eaton Corporation | Arc fault detector responsive to patterns in interval to interval change in integrated sensed current values |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4300182A (en) | Metering and protection system for an A.C. power system | |
| Habib et al. | A comparative analysis of digital relaying algorithms for the differential protection of three phase transformers | |
| CN101771261A (zh) | 使用离散小波变换的并联电弧检测 | |
| Spanik et al. | Real time harmonic analysis of recuperative current through utilization of digital measuring equipment | |
| KR100394134B1 (ko) | 웨이브렛변환을 이용한 고저항 지락사고의 검출방법 및이에 의한 고장거리 측정방법 | |
| CN105259416B (zh) | 一种应用于it系统的绝缘电阻检测器及其检测方法 | |
| Tung et al. | An Arduino-Based System for Monitoring and Protecting Overvoltage and Undervoltage. | |
| RU226415U1 (ru) | Устройство релейной защиты | |
| Ozdemir et al. | Low cost mixed-signal microcontroller based power measurement technique | |
| CN114397494A (zh) | 剩余电流故障检测方法与系统 | |
| RU2744995C1 (ru) | Способ защиты от однофазных замыканий на землю | |
| Paithankar et al. | A new algorithm for relaying and fault location based on autocorrelation of travelling waves | |
| Ward | Measurement of current using Rogowski coils | |
| RU2609277C1 (ru) | Способ контроля сопротивления изоляции разветвленных сетей постоянного тока | |
| CN215833500U (zh) | 高精度直流配电系统绝缘电阻监测电路及监测装置 | |
| EP3296752B1 (en) | Improvements in or relating to the measurement of current within a conductor | |
| De Souza et al. | A virtual bridge to compute the resistive leakage current waveform in ZnO surge arresters | |
| CN102004854A (zh) | 实时获取配电网非线性负荷等值阻抗参数的方法 | |
| Muchinapaya et al. | Design of a low-cost system to monitor geomagnetically induced currents in transformer neutrals | |
| CA2366531C (en) | Apparatus and method for electrical measurements on conductors | |
| Ranasingh et al. | Digital Frequency Response-Based Optically Isolated Wire-Wound Hall Current Sensor Scheme for Sinusoidal Current Waveform Measurement | |
| SU1339681A1 (ru) | Устройство дл коррекции погрешности одноступенчатого измерительного трансформатора | |
| CN212872740U (zh) | 一种变压器绕组电压分布的测量系统 | |
| Yutthagowith et al. | Design and construction of a rogowski's coil with compensated rc integrators for measuring impulse current | |
| CN209707579U (zh) | 一种四路交流电流有效值快速同步测量装置 |