RU2395145C1 - Protection method of three-phase electrical network with neutral wire from non-symmetrical modes - Google Patents

Protection method of three-phase electrical network with neutral wire from non-symmetrical modes Download PDF

Info

Publication number
RU2395145C1
RU2395145C1 RU2008152689/09A RU2008152689A RU2395145C1 RU 2395145 C1 RU2395145 C1 RU 2395145C1 RU 2008152689/09 A RU2008152689/09 A RU 2008152689/09A RU 2008152689 A RU2008152689 A RU 2008152689A RU 2395145 C1 RU2395145 C1 RU 2395145C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuse
phase
currents
current
zero
Prior art date
Application number
RU2008152689/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Бирюлин (RU)
Владимир Иванович Бирюлин
Николай Владимирович Хорошилов (RU)
Николай Владимирович Хорошилов
Олег Михайлович Ларин (RU)
Олег Михайлович Ларин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет"
Priority to RU2008152689/09A priority Critical patent/RU2395145C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2395145C1 publication Critical patent/RU2395145C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: currents of phase conductors are passed through fuse strips of three fuses installed in electrical circuits of these wires; in addition, fuse strip of each fuse is heated with currents appearing on secondary windings of three intermediate current transformers attached to outputs of secondary windings of zero-sequence current transformer.
EFFECT: improving reliability and quick action of protection.
2 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для защиты трехфазных электрических сетей от несимметричных режимов с нулевыми проводами.The invention relates to the electric power industry and can be used to protect three-phase electric networks from asymmetric modes with zero wires.

Известен способ защиты трехфазной электрической сети [Guide de I′in-stallation electrique. Troisieme edition: Janvier 1982. Diffusion Centre de Documentatione et Prodyctivite 38050 GRENOBLE CEDEX. Imprimerie Generate du Centre, Seint-Etienne. Paris-France] с помощью четырех предохранителей, устанавливаемых в фазных проводах и в нулевом.A known method of protecting a three-phase electric network [Guide de I′in-stallation electrique. Troisieme edition: Janvier 1982. Diffusion Center de Documentatione et Prodyctivite 38050 GRENOBLE CEDEX. Imprimerie Generate du Center, Seint-Etienne. Paris-France] with four fuses installed in phase conductors and in zero.

Способ не обеспечивает необходимую чувствительность защиты при появлении небольшой несимметрии, сопровождающейся незначительным увеличением тока в фазном проводе, а также при несимметрии происходит перегорание плавкой вставки предохранителя, установленного в нулевом проводе, что приводит к обрыву цепи. Нулевой провод в отечественных электроустановках используется для зануления оборудования.The method does not provide the necessary sensitivity of protection when a small asymmetry occurs, accompanied by a slight increase in current in the phase wire, and also when asymmetry occurs, the fuse fuse is installed in the neutral wire, which leads to an open circuit. The zero wire in domestic electrical installations is used to zero equipment.

Отключение или перегорание нулевого провода зачастую не приводит к перегоранию плавких вставок предохранителей, установленных в цепях фазных проводов, и трехфазная сеть остается в работе. Однако такой режим может вызвать усиленную несимметрию напряжений и, как следствие, нарушение работы электроприемников, их не экономичный режим и даже повреждение.Disconnecting or blowing out the neutral wire often does not result in the burnout of the fuse inserts installed in the phase wire circuits, and the three-phase network remains in operation. However, this mode can cause increased asymmetry of the voltage and, as a result, disruption of the power, their non-economical mode and even damage.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ защиты [Патент РФ №2130663 РФ МПК6 Н01Н 3/10, 85/045, опубликовано 20.05.99 бюл. №14] с использованием дополнительного подогрева плавких вставок предохранителей, включенных в фазные цепи трехфазной цепи, от нагревательных элементов, включенных в цепь нулевого провода.The closest in technical essence to the proposed method is a method of protection [RF Patent No. 2130663 RF IPC 6 H01N 3/10, 85/045, published 05/20/99 bull. No. 14] using additional heating of the fuse inserts of the fuses included in the phase chains of the three-phase circuit from the heating elements included in the neutral wire circuit.

Этот способ имеет следующие недостатки:This method has the following disadvantages:

- нормативно-техническая документация [Правила устройства электроустановок] требует, чтобы цепи нулевых проводников не имели никаких дополнительно устанавливаемых электрических аппаратов, что снижает электробезопасность;- normative and technical documentation [Electrical Installation Rules] requires that the neutral conductor circuits do not have any additional electrical devices installed, which reduces electrical safety;

- применение нагревательных элементов в цепи нулевых проводников создает повышение сопротивления петли «фаза-ноль», что приводит к снижению значений однофазных токов коротких замыканий, возникающих при пробое изоляции на корпус, и в итоге к снижению чувствительности защиты и нарушению условий электробезопасности.- the use of heating elements in the circuit of zero conductors creates an increase in the resistance of the phase-zero loop, which leads to a decrease in the values of single-phase short-circuit currents that occur during breakdown of insulation on the housing, and as a result to a decrease in the sensitivity of protection and violation of electrical safety conditions.

Возникновение несимметричных режимов работы в трехфазных электрических сетях сопровождается появлением тока в нулевом проводнике, который может быть использован для срабатывания защиты сети от несимметричных режимов. Нулевой проводник проходит через трансформатор тока нулевой последовательности, у которого на выходах трех вторичных обмоток появляются токи, значения которых пропорциональны возникающей в трехфазной электрической сети несимметрии. К этим вторичным обмоткам подключаются первичные обмотки трех промежуточных трансформаторов тока, а ко вторичным обмоткам этих трансформаторов тока подключаются плавкие вставки предохранителей, и при возникновении несимметрии создается дополнительный нагрев плавких вставок предохранителей токами, что обеспечивает их срабатывание и отключение участка с возникшей несимметрией от остальной электрической сети.The emergence of asymmetric operating modes in three-phase electric networks is accompanied by the appearance of current in the neutral conductor, which can be used to trip the network protection from asymmetrical modes. The neutral conductor passes through a zero sequence current transformer, in which currents appear on the outputs of the three secondary windings, the values of which are proportional to the asymmetry that occurs in the three-phase electric network. The primary windings of three intermediate current transformers are connected to these secondary windings, and the fuse inserts are connected to the secondary windings of these current transformers, and when asymmetry occurs, additional heating of the fuse inserts by currents is created, which ensures their operation and disconnection of the section with the asymmetry from the rest of the electrical network .

Технической задачей изобретения является повышение чувствительности защиты от несимметричных режимов, применяемой в трехфазной электрической сети с нулевым проводом посредством прохождения нулевого провода через трансформатор тока нулевой последовательности и возникновения токов на трех его вторичных обмотках, к выходам каждой из которой отдельно подключаются первичные обмотки трех промежуточных трансформаторов тока, а вторичные обмотки последних подключаются к плавким вставкам.An object of the invention is to increase the sensitivity of protection against asymmetrical modes used in a three-phase electric network with a zero wire by passing the neutral wire through a zero-sequence current transformer and the occurrence of currents on its three secondary windings, the primary windings of three intermediate current transformers are separately connected to the outputs of each , and the secondary windings of the latter are connected to fusible inserts.

Эту проблему решает предлагаемый способ, который не требует применения нагревательных элементов, обладающих большим сопротивлением, что в конечном итоге обеспечивает значения токов, достаточных для срабатывания токовых защит.This problem is solved by the proposed method, which does not require the use of heating elements with high resistance, which ultimately provides currents sufficient for tripping current protection.

Сущность способа заключается в том, что токи фазных проводов пропускают через плавкие вставки трех предохранителей, установленных в электрических цепях этих проводов, а плавкую вставку каждого из трех предохранителей дополнительно нагревают токами, появляющимися на вторичных обмотках трех промежуточных трансформаторов тока.The essence of the method lies in the fact that the currents of the phase wires are passed through the fuse-links of the three fuses installed in the electrical circuits of these wires, and the fuse-link of each of the three fuses is additionally heated by the currents appearing on the secondary windings of the three intermediate current transformers.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема включения плавких вставок предохранителей 3, трансформатора тока нулевой последовательности ТА1, имеющего три вторичных обмотки с выходами И1-И2, И3-И4, И5-И6, и промежуточных трансформаторов тока ТА2, ТА3 и ТА4, преобразующих ток в напряжение.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a diagram of the inclusion of fuse links 3, a zero-sequence current transformer TA1 having three secondary windings with outputs I1-I2, I3-I4, I5-I6, and intermediate current transformers TA2, TA3 and TA4 converting current to voltage.

Электроснабжение потребителя осуществляется в симметричном режиме по трем фазным проводам L1, L2 и L3, в нулевом проводнике N не протекает ток, следовательно ток в трех вторичных обмотках трансформатора тока ТА1 будет равен нулю. Возникновение несимметричных режимов сопровождается появлением в нулевом проводнике N тока. Нулевой проводник проходит через трансформатор тока нулевой последовательности. При возникновении несимметричного режима на выходах трансформатора тока нулевой последовательности появляются токи. Эти токи, протекая по первичным обмоткам 1 трех промежуточных трансформаторов тока создают напряжение на их вторичных обмотках 2, что вызывает протекание токов через плавкие вставки предохранителей, создавая их дополнительный нагрев.The power supply to the consumer is carried out in a symmetrical mode through three phase wires L1, L2 and L3, no current flows in the neutral conductor N, therefore the current in the three secondary windings of the current transformer TA1 will be zero. The emergence of asymmetric modes is accompanied by the appearance of N current in the neutral conductor. The neutral conductor passes through a zero sequence current transformer. When an asymmetrical mode occurs, currents appear on the outputs of the zero sequence current transformer. These currents flowing through the primary windings 1 of three intermediate current transformers create a voltage on their secondary windings 2, which causes currents to flow through the fuse inserts of the fuses, creating their additional heating.

Первой перегорает плавкая вставка предохранителя, через который протекает наибольший ток, вызывая увеличение несимметрии и, следовательно, увеличение дополнительного тока, что приводит к усилению нагрева двух оставшихся в работе предохранителей. Работа поясняется семейством защитных характеристик, представленных на фиг.2.The fuse fuse blows first, through which the largest current flows, causing an increase in asymmetry and, consequently, an increase in additional current, which leads to increased heating of the two fuses remaining in operation. The operation is illustrated by the family of protective characteristics shown in figure 2.

При существующих способах защиты в случае небольшой несимметрии токов и незначительном увеличении тока в отдельном фазном проводе больше номинального значения IH до 20% плавкая вставка не перегорает, она расплавится только при увеличении тока до 130% номинального через 1 час после увеличения тока [Электрическая часть станций и подстанций: Учебник для вузов / А.А.Васильев, И.П.Крючков, Е.Ф.Наяшкова и др.; Под ред. А.А.Васильева. М.: Энергия, 1980. - 608 с., ил.] (точка 1 на фиг.2). Предложенный способ позволяет при небольшой несимметрии токов, незначительном увеличении тока в отдельном фазном проводе на 10% и появлении тока в нулевом проводнике и, соответственно, во вторичных обмотках промежуточных трансформаторов тока осуществить расплавление плавких вставок за счет их дополнительного нагрева (точка 2 на фиг.2). При увеличении тока в фазном проводе до 130% IH и соответствующем появлении тока в трансформаторе тока Iф=0,3IH плавкая вставка расплавляется за 10-15 мин (точка 3 на фиг.2). При значительной несимметрии токов и фазном токе, не превышающем номинальный, произойдет расплавление плавкой вставки за время, определяемое по семейству защитных характеристик (точка 4 фиг.2). Следовательно, предложенный способ обеспечивают наилучшую защиту трехфазной сети с нулевым проводом от несимметричных режимов с наибольшей чувствительностью.With existing protection methods, in the case of a small asymmetry of currents and a slight increase in current in a separate phase conductor, it exceeds the nominal value I H up to 20%, the fuse-link does not burn out, it melts only when the current increases to 130% of the nominal one hour after the current increases [Electrical part of stations and substations: Textbook for high schools / A.A. Vasiliev, I.P. Kryuchkov, E.F. Nayashkova and others; Ed. A.A. Vasilyeva. M .: Energy, 1980. - 608 S., ill.] (Point 1 in figure 2). The proposed method allows for a small asymmetry of currents, a slight increase in current in a separate phase conductor by 10% and the appearance of current in the neutral conductor and, accordingly, in the secondary windings of the intermediate current transformers to melt the fuse links due to their additional heating (point 2 in FIG. 2 ) When the current in the phase conductor increases to 130% I H and the corresponding current appears in the current transformer I f = 0.3I H, the fuse-link melts in 10-15 minutes (point 3 in FIG. 2). With significant asymmetry of the currents and a phase current not exceeding the nominal, the fuse will melt in a time determined by the family of protective characteristics (point 4 of figure 2). Therefore, the proposed method provides the best protection for a three-phase network with a zero wire from unbalanced modes with the highest sensitivity.

Claims (1)

Способ защиты трехфазной электрической сети с нулевым проводом от несимметричных режимов, заключающийся в том, что токи трех фазных проводов пропускают через плавкие вставки трех предохранителей, установленных в электрических цепях этих проводов, отличающийся тем, что плавкую вставку каждого предохранителя дополнительно нагревают током промежуточного трансформатора тока, каждый из которых присоединен к выходам отдельных вторичных обмоток трансформатора тока нулевой последовательности. A method of protecting a three-phase electric network with a zero wire from asymmetrical modes, namely, that the currents of three phase wires are passed through the fuse-links of three fuses installed in the electrical circuits of these wires, characterized in that the fuse-link of each fuse is additionally heated by the current of an intermediate current transformer, each of which is connected to the outputs of the individual secondary windings of the zero sequence current transformer.
RU2008152689/09A 2008-12-29 2008-12-29 Protection method of three-phase electrical network with neutral wire from non-symmetrical modes RU2395145C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152689/09A RU2395145C1 (en) 2008-12-29 2008-12-29 Protection method of three-phase electrical network with neutral wire from non-symmetrical modes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152689/09A RU2395145C1 (en) 2008-12-29 2008-12-29 Protection method of three-phase electrical network with neutral wire from non-symmetrical modes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2395145C1 true RU2395145C1 (en) 2010-07-20

Family

ID=42686102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008152689/09A RU2395145C1 (en) 2008-12-29 2008-12-29 Protection method of three-phase electrical network with neutral wire from non-symmetrical modes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2395145C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Walling et al. Summary of distributed resources impact on power delivery systems
Sweeting Applying IEC 60909, fault current calculations
Dugan Examples of ferroresonance in distribution systems
Prabhu et al. Design of electrical system based on Short Circuit study using ETAP for IEC projects
Koumba et al. Impacts of distributed generation on the coordination of protective devices in distribution network
Agüero et al. Improving the reliability of power distribution systems through single-phase tripping
Nikander Development and testing of new equipment for faulty phase earthing by applying RTDS
Salcedo et al. Long duration overvoltages due to current backfeeding in secondary networks
Vaziri et al. Grounding of primary system for LV networks
Mohanty et al. Current restrained undervoltage protection scheme of converter dominated microgrids
Enayati et al. A novel approach to provide relay coordination in distribution power systems with multiple reclosers
RU2395145C1 (en) Protection method of three-phase electrical network with neutral wire from non-symmetrical modes
Camm et al. Wind power plant grounding, overvoltage protection, and insulation coordination: IEEE PES wind plant collector system design working group
Catlett et al. Considerations for the application of an MV high-speed grounding switch for arc flash mitigation of LV equipment
Das Protection planning and system design to reduce arc flash incident energy in a multi-voltage level distribution system to 8 CAL/CM 2 (HRC 2) or less–part II: Analysis
D'Mello et al. Arc flash energy reduction—Case studies
Khan Impact of distributed generation on electrical power network
Sultan et al. Ground fault currents in unit generator-transformer at various NGR and transformer configurations
Yousaf et al. An adaptive protection scheme for dual-setting directional recloser and fuse coordination for distribution grids with distributed generation
Zalitis et al. An adaptive single-pole automatic reclosing method for uncompensated high-voltage transmission lines
RU2379810C1 (en) Method to protect three-phase electric circuit against asymmetric modes
Schaffer et al. Ensuring switchgear integrity in High-Power installations
Dobrzyński et al. Neutral earthing reactor protection
Sutherland Arc flash and coordination study conflict in an older industrial plant
Psaras et al. Protection of LVDC networks integrating smart transformers: the case of LV Engine Falkirk trial site

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101230