RU2399136C1 - Method for disconnection of short circuit in high-voltage ac circuit - Google Patents
Method for disconnection of short circuit in high-voltage ac circuit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399136C1 RU2399136C1 RU2009130783/09A RU2009130783A RU2399136C1 RU 2399136 C1 RU2399136 C1 RU 2399136C1 RU 2009130783/09 A RU2009130783/09 A RU 2009130783/09A RU 2009130783 A RU2009130783 A RU 2009130783A RU 2399136 C1 RU2399136 C1 RU 2399136C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- command
- circuit
- resistor
- turn
- breakers
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике, и может быть использовано в сетях высокого напряжения с высокими значениями токов короткого замыкания.The invention relates to electrical engineering, in particular to relay protection and automation, and can be used in high voltage networks with high values of short circuit currents.
Известен способ опережающего деления сети путем определения соотношения полной мощности подстанции к мощности основных источников, сумма токов которых с учетом указанного соотношения вызывает срабатывание быстродействующего реле на деление сети до отключения тока короткого замыкания повредившегося присоединения подстанции, реализованный в устройстве, содержащем систему сборных шин, присоединения, включенные через трансформаторы тока, выключатели, счетчики энергии каждого присоединения [Патент №2009594].A known method of advanced division of the network by determining the ratio of the total power of the substation to the power of the main sources, the sum of the currents of which, taking into account the specified ratio, causes the high-speed relay to divide the network to disconnect the short-circuit current of the damaged connection of the substation, implemented in a device containing a busbar system, connecting included through current transformers, switches, energy meters of each connection [Patent No.2009594].
Недостатком этого способа является невозможность отключения короткого замыкания на поврежденном присоединении с сохранением в работе неповрежденных присоединений.The disadvantage of this method is the inability to disconnect a short circuit on a damaged connection while maintaining intact connections.
Известен способ адаптации дистанционной защиты и определителя места повреждения линии электропередачи с использованием ее моделей, представляющий собой повышение точности дистанционной защиты и определения места повреждения линии электропередачи [Заявка на изобретение №94042996].A known method of adapting distance protection and a determinant of a place of damage to a power line using its models, which is to increase the accuracy of distance protection and determining the place of damage of a power line [Application for invention No. 94042996].
Недостатком этого способа является невозможность отключения поврежденного присоединения в случае, если собственное переходное восстанавливающееся напряжение в цепи данного присоединения превышает нормированное значение для выключателей, установленных в цепи присоединения.The disadvantage of this method is the impossibility of disconnecting a damaged connection if the own transient recovery voltage in the circuit of this connection exceeds the normalized value for the switches installed in the connection circuit.
Известен способ снижения восстанавливающихся напряжений, реализованный в устройстве, содержащем параллельно соединенные резистор, конденсатор и дроссель, подключенные между сборными шинами и землей через выключатель и включатель, время включения которого меньше времени отключения линейного выключателя [Авторское свидетельство №231656]. Данное изобретение принято в качестве прототипа.A known method of reducing the recovery voltage, implemented in a device containing a parallel-connected resistor, capacitor and inductor connected between the busbars and the ground through a switch and a switch, the turn-on time of which is less than the turn-off time of the linear switch [Copyright certificate No. 231656]. This invention is adopted as a prototype.
Недостатком этого способа является невозможность отключения поврежденного присоединения в случае выхода из строя резистора, конденсатора или дросселя.The disadvantage of this method is the inability to disconnect the damaged connection in the event of a failure of the resistor, capacitor or inductor.
Целью данного изобретения является осуществление отключения короткого замыкания путем деления сети по заданному алгоритму в случае выхода из строя резистора.The aim of this invention is the implementation of disconnecting a short circuit by dividing the network according to a predetermined algorithm in case of failure of the resistor.
Поставленная цель достигается тем, что в способе отключения короткого замыкания в электрической сети переменного тока высокого напряжения, содержащей распределительное устройство со сборными шинами, к которым через выключатели подключены присоединения трансформаторов, автотрансформаторов, линий электропередачи и резисторной установки, при котором регистрируют короткое замыкание на присоединении, подают команду на включение выключателя резисторной установки, подают команду на отключение выключателей поврежденного присоединения, а после ликвидации короткого замыкания подают команду на отключение выключателя резисторной установки, после подачи команды на отключение выключателей поврежденного присоединения с выдержкой времени, находящейся в интервале между минимальным собственным и масимальным полным временами отключения любого из выключателей, установленных в цепи поврежденного присоединения, измеряют значение тока в каждой фазе резисторной установки, сравнивают его с двумя заданными значениями и в случае, если значение тока в одной или более фазах ниже первого заданного или выше второго заданного значений, подают команду на отключение выключателей, установленных в цепи по крайней мере одного автотрансформатора, подключенного к сборным шинам, и с выдержкой времени, достаточной для их отключения, подают команду на отключение выключателей смежных присоединений, при этом положение выключателя резисторной установки «включено» контролируют по замкнутому положению его блок-контактов; причем первое заданное значение ниже или равно значению номинального тока резисторной установки, а второе значение выше нормируемого тока отключения выключателя в цепи резисторной установки.This goal is achieved by the fact that in the method of disconnecting a short circuit in a high voltage alternating current electric network, comprising a switchgear with busbars, to which transformer, autotransformer, power line and resistor installation connections are connected through switches, in which a short circuit at the connection is recorded, give a command to turn on the switch of the resistor installation, give a command to turn off the switches of the damaged connection, and after the elimination of the short circuit, they give a command to turn off the resistor circuit breaker, after giving a command to turn off the breakers of the damaged connection with a time delay between the minimum proper and maximum full times of switching off any of the switches installed in the circuit of the damaged connection, measure the current each phase of the resistor installation, compare it with two preset values and if the current value in one or more phases is lower than of a predetermined value or higher than a second predetermined value, give a command to turn off the circuit breakers installed in the circuit of at least one autotransformer connected to the busbars, and with a time delay sufficient to turn them off, give a command to turn off the switches of adjacent connections, while the position of the switch the resistor installation "on" is controlled by the closed position of its block contacts; moreover, the first preset value is lower than or equal to the value of the rated current of the resistor installation, and the second value is higher than the normalized trip current of the switch in the circuit of the resistor installation.
Устройство, реализующее данный способ, содержит систему сборных шин (1), выключатели (2, 5, 14, 16), линию электропередачи (3), трансформатор тока (4), резисторную установку (6), блоки задержки (7, 8, 11, 12, 13), компараторы (9, 10), автотрансформатор (15), трансформатор (17).A device that implements this method includes a busbar system (1), switches (2, 5, 14, 16), a power line (3), a current transformer (4), a resistor installation (6), delay units (7, 8, 11, 12, 13), comparators (9, 10), an autotransformer (15), a transformer (17).
К системе шин (1) через выключатель (2) подключены линия электропередачи (3), первый вывод резисторной установки (6), соединенной вторым выводом с землей, а также автотрансформатор (15) и трансформатор (17). В цепи каждой фазы резисторной установки (6) установлен трансформатор тока (4), выход (вторичная обмотка) которого подключен ко входам первого и второго блока задержки (7, 8), выход первого блока задержки (7) подключен ко входу первого компаратора (10), первый выход которого подключен ко входу управления выключателя (14) в цепи трансформатора (17), второй вход первого компаратора (10) подключен ко входу управления выключателя (14) в цепи автотрансформатора (15) и ко входу третьего блока задержки (13), выход которого подключен ко входу управления выключателя (14) в цепи трансформатора (17), выход второго блока задержки (8) подключен ко входу второго компаратора (9), первый выход которого подключен ко входу управления выключателя (14) в цепи автотрансформатора (15) и ко входу четвертого блока задержки (12), выход которого подключен ко входу управления выключателя (5) резисторной установки (6), второй выход второго компаратора (9) подключен ко входу пятого блока задержки (11), выход которого подключен ко входу управления выключателя (5) в цепи резисторной установки (6).The power line (3), the first output of the resistor installation (6) connected to the ground by the second output, as well as the autotransformer (15) and the transformer (17) are connected to the bus system (1) through the switch (2). A current transformer (4) is installed in the circuit of each phase of the resistor installation (6), the output (secondary winding) of which is connected to the inputs of the first and second delay units (7, 8), the output of the first delay unit (7) is connected to the input of the first comparator (10) ), the first output of which is connected to the control input of the switch (14) in the transformer circuit (17), the second input of the first comparator (10) is connected to the control input of the switch (14) in the autotransformer circuit (15) and to the input of the third delay unit (13) the output of which is connected to the control input of the switch (14) in the transformer circuit (17), the output of the second delay unit (8) is connected to the input of the second comparator (9), the first output of which is connected to the control input of the switch (14) in the autotransformer circuit (15) and to the input of the fourth delay unit ( 12), the output of which is connected to the control input of the switch (5) of the resistor installation (6), the second output of the second comparator (9) is connected to the input of the fifth delay unit (11), the output of which is connected to the control input of the switch (5) in the circuit of the resistor installation (6).
Схема устройства приведена на чертеже.The device diagram is shown in the drawing.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При срабатывании защиты на любом присоединении, например, на линии электропередачи (3) (фиг.1), подается команда на включение выключателя (5) резисторной установки (6) и выполняется контроль включения выключателя (5) тремя фазами.When the protection is triggered at any connection, for example, on the power line (3) (Fig. 1), a command is sent to turn on the switch (5) of the resistor installation (6) and the switch is turned on by three phases.
По факту включения выключателя (5) тремя фазами защита поврежденного присоединения (3) действует на отключение его выключателем (2), после чего с выдержкой времени Δt1, находящейся в интервале между максимальным собственным и минимальным полным временами отключения выключателя (2), установленного в цепи поврежденного присоединения (3) и задаваемого блоком задержки (8), с выхода трансформатора тока (4) на вход компаратора (9) подается напряжение, соответствующее измеряемому значению тока в каждой фазе резисторной установки (6). Компаратор (9) сравнивает его с номинальным значением, соответствующим номинальному току резисторной установки (6), и в случае, если значение тока в одной или более фазах резисторной установки (6) ниже номинального, с первого выхода компаратора (9) подается команда на вход управления выключателя (14) на отключение выключателя (14) в цепи автотрансформатора (15), подключенного к сборным шинам (1), и с выдержкой времени Δt2, достаточной для отключения выключателя (14), с первого выхода компаратора (9) подается команда через блок задержки (12) на отключение выключателя (5) резисторной установки (6). В случае, если значение тока в одной или более фазах резисторной установки (6) равно или превышает номинальное значение с выдержкой времени Δt3, достаточной для отключения выключателя (2) в цепи поврежденного присоединения (3), компаратором (9) со второго выхода через блок задержки (11) подается команда на отключение выключателя (5) резисторной установки (6). С выдержкой времени Δt4, достаточной для отключения выключателя (5) резисторной установки (6) и задаваемой блоком задержки (7), с выхода трансформатора тока (4) на вход компаратора (10) подается напряжение, соответствующее измеряемому значению тока в каждой фазе резисторной установки (6). Компаратор (10) сравнивает его с заданным значением, соответствующим максимально допустимому току отключения выключателя (5) резисторной установки (6), и в случае, если значение тока в одной или более фазах резисторной установки (6) меньше заданного значения, с первого выхода компаратора (10) подается команда на вход управления выключателя (16) на отключение трансформатора (17), а в случае, если значение тока больше заданного значения, компаратором 10 со второго выхода подается команда на отключение выключателя (14), установленного в цепи автотрансформатора (15), подключенного к сборным шинам (1), и с выдержкой времени Δt2, достаточной для отключения выключателя (14), через блок задержки (13) подается команда на вход управления выключателя (16) на отключение трансформатора (17).Upon the fact that the circuit breaker (5) is turned on in three phases, the protection of the damaged connection (3) acts on the circuit breaker to turn it off (2), and then with a time delay Δt1 between the maximum proper and minimum total circuit breaker times (2) installed in the circuit damaged connection (3) and set by the delay unit (8), from the output of the current transformer (4), the voltage corresponding to the measured current value in each phase of the resistor installation (6) is supplied to the input of the comparator (9). The comparator (9) compares it with a nominal value corresponding to the rated current of the resistor installation (6), and if the current value in one or more phases of the resistor installation (6) is lower than the rated value, an input command is sent from the first output of the comparator (9) control circuit breaker (14) to open the circuit breaker (14) in the autotransformer circuit (15) connected to the busbars (1), and with a time delay Δt2 sufficient to open the circuit breaker (14), from the first output of the comparator (9) a command is issued through delay block (12) for shutdown in breakers (5) setting resistor (6). If the current value in one or more phases of the resistor installation (6) is equal to or exceeds the nominal value with a time delay Δt3 sufficient to open the switch (2) in the circuit of the damaged connection (3), the comparator (9) from the second output through the unit delays (11), a command is issued to turn off the switch (5) of the resistor installation (6). With a time delay Δt4 sufficient to turn off the switch (5) of the resistor installation (6) and set by the delay unit (7), a voltage corresponding to the measured current value in each phase of the resistor installation is supplied from the output of the current transformer (4) to the input of the comparator (10) (6). The comparator (10) compares it with the set value corresponding to the maximum allowable breaking current of the switch (5) of the resistor installation (6), and if the current value in one or more phases of the resistor installation (6) is less than the set value, from the first output of the comparator (10) a command is sent to the control input of the switch (16) to turn off the transformer (17), and if the current value is greater than the set value, the comparator 10 from the second output gives a command to turn off the switch (14) installed in the vehicle circuit a rmator (15) connected to the busbars (1) and with a time delay Δt2 sufficient to open the circuit breaker (14), a command is sent to the control input of the circuit breaker (16) to turn off the transformer (17) through the delay unit (13).
Собственные переходные восстанавливающиеся напряжения (ПВН), возникающие на контактах выключателя, отключающего ток короткого замыкания (к.з.) поврежденного присоединения, зависят от уровня тока к.з. и от емкостей, индуктивностей и активных сопротивлений элементов, подключенных к сборным шинам, от которых питается поврежденное присоединение. Чем больше линий электропередач присоединено к сборным шинам, тем меньше уровень ПВН при данном значении тока отключения. В то же время амплитуда ПВН прямо пропорциональна амплитуде и действующему значению периодической синусоидальной составляющей тока отключения. Отмеченные зависимости определяют возможные мероприятия для снижения уровней ПВН до допустимых, задаваемых на выключатели переменного тока по классам номинального напряжения в зависимости от отношения действующего значения периодической составляющей тока отключения Iо.п к номинальному току отключения выключателя Iо.ном. [ГОСТ Р 52565-2006].Own transient recovery voltages (PVN) arising on the contacts of the circuit breaker disconnecting the short circuit current (short circuit) of the damaged connection depend on the short circuit current level and from capacitances, inductances and active resistances of elements connected to busbars from which the damaged connection is powered. The more power lines are connected to the busbars, the lower the voltage level is at a given shutdown current. At the same time, the amplitude of the PVR is directly proportional to the amplitude and the effective value of the periodic sinusoidal component of the trip current. The noted dependencies determine possible measures to reduce the voltage level to the permissible ones set for alternating current breakers according to the rated voltage classes, depending on the ratio of the effective value of the periodic component of the breaking current I r.p. to the rated breaking current of the switch I r.n. [GOST R 52565-2006].
Для снижения уровня ПВН за счет снижения тока к.з. могут быть выполнены отключения части неповрежденных присоединений, питающих сборные шины, а также выключателей смежных присоединений (опережающее деление схемы).To reduce the PVN level by reducing the short-circuit current trips can be made to part of the undamaged connections supplying the busbars, as well as switches of adjacent connections (leading division of the circuit).
Для снижения уровня ПВН на контактах выключателя поврежденного присоединения с током к.з. принято опережающее включение на сборные шины трехфазной резисторной установки с номинальным сопротивлением фазы порядка 300 Ом.To reduce the PVN level at the contacts of the circuit breaker of a damaged connection with a short circuit current Adopted the leading inclusion on busbars of a three-phase resistor installation with a nominal phase resistance of the order of 300 Ohms.
Для предотвращения действия защит поврежденного присоединения на отключение своих выключателей до включения выключателя резисторной установки на шины вводится блокирование прохождения команды на отключение выключателя поврежденного присоединения до прихода сигнала о включении выключателя резисторной установки всеми тремя фазами.To prevent the faulty connection protections from acting on turning off their circuit breakers before turning on the resistor circuit breaker on the buses, a command is blocked to pass the faulty circuit breaker circuit breaker until a signal comes on to turn on the resistor circuit breaker by all three phases.
В случае выхода из строя резисторной установки отключению поврежденного присоединения или поврежденной системы шин предшествует отключение от последней присоединения с автотрансформатором, что также снижает ток короткого замыкания и позволяет выключателям поврежденного присоединения или поврежденной системы шин осуществить отключение с сохранением в работе максимального числа присоединений.In the event of a failure of the resistor installation, disconnecting the damaged connection or the damaged bus system is preceded by disconnecting from the last connection with the autotransformer, which also reduces the short circuit current and allows the switches of the damaged connection or the damaged bus system to disconnect while maintaining the maximum number of connections.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009130783/09A RU2399136C1 (en) | 2009-08-13 | 2009-08-13 | Method for disconnection of short circuit in high-voltage ac circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009130783/09A RU2399136C1 (en) | 2009-08-13 | 2009-08-13 | Method for disconnection of short circuit in high-voltage ac circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2399136C1 true RU2399136C1 (en) | 2010-09-10 |
Family
ID=42800645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009130783/09A RU2399136C1 (en) | 2009-08-13 | 2009-08-13 | Method for disconnection of short circuit in high-voltage ac circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2399136C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515272C1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" | Method for limitation of short-circuit currents and transient recovery voltage in high-voltage electric mains |
| RU203930U1 (en) * | 2020-11-16 | 2021-04-28 | Публичное акционерное общество "Россети Московский регион" (ПАО "Россети Московский регион") | Distance protection device |
-
2009
- 2009-08-13 RU RU2009130783/09A patent/RU2399136C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515272C1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" | Method for limitation of short-circuit currents and transient recovery voltage in high-voltage electric mains |
| RU203930U1 (en) * | 2020-11-16 | 2021-04-28 | Публичное акционерное общество "Россети Московский регион" (ПАО "Россети Московский регион") | Distance protection device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cairoli et al. | Coordinated control of the bus tie switches and power supply converters for fault protection in DC microgrids | |
| Salonen et al. | LVDC distribution system protection—Solutions, implementation and measurements | |
| EP2512005A1 (en) | Remote control and operation of LV distribution networks | |
| EP3036813B1 (en) | Electric protection on ac side of hvdc | |
| WO2008108770A1 (en) | Bipolar dc to ac power converter with dc ground fault interrupt | |
| RU157512U1 (en) | COMPLETE COMBINED RELAY PROTECTION AND AUTOMATION DEVICE ON AC VARIABLE CURRENT FOR CONNECTIONS OF 6-35 kV ELECTRICAL DISTRIBUTION DEVICE | |
| WO2018137833A1 (en) | Low-voltage circuit breaker device | |
| EP2596563B1 (en) | Photovoltaic bipolar to monopolar source circuit converter with frequency selective grounding | |
| Wang et al. | Evaluation of existing DC protection solutions on an active LVDC distribution network under different fault conditions | |
| Jakka et al. | Protection design considerations of a 10 kV SiC MOSFET enabled mobile utilities support equipment based solid state transformer (MUSE-SST) | |
| US20120074787A1 (en) | Integrated photovoltaic source circuit combiner and protection subsystem | |
| RU2638571C1 (en) | Three-phase alternating current substation | |
| RU2399136C1 (en) | Method for disconnection of short circuit in high-voltage ac circuit | |
| Mohanty et al. | Current restrained undervoltage protection scheme of converter dominated microgrids | |
| Ruffing et al. | Resonance phenomena and dc fault handling during intersystem faults in hybrid ac/dc transmission systems with partial dc cabling | |
| RU2284083C2 (en) | Device for compensation of one-phased capacity closing currents and for limiting internal overvoltages in high-voltage networks | |
| Kunde et al. | Integration of fast acting electronic fault current limiters (EFCL) in medium voltage systems | |
| RU2333583C1 (en) | Method of checking break failure | |
| Tian et al. | Shunt capacitor bank protection in UHV pilot project | |
| Wang et al. | Evaluation of existing DC protection solutions on the performance of an active LVDC distribution network under different fault conditions | |
| Thakur et al. | Design and development of microcontroller based controlled switching device for transformer | |
| Alibert et al. | Protection Systems for Microgrids with High Rate of Inverter-Based-Generators | |
| Kamble et al. | A Unique Approach for the Mitigation of Sympathetic Inrush Condition in Solid-State Transformer | |
| EP2498360B1 (en) | DC electrical power system | |
| RU113869U1 (en) | TRANSVERSE CAPACITY COMPENSATION DEVICE IN AC TRACING NETWORK |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 25-2010 FOR TAG: (73) |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170814 |