RU2402130C1 - Device for protection against ground short circuit in networks with compensation of capacitance circuit - Google Patents
Device for protection against ground short circuit in networks with compensation of capacitance circuit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2402130C1 RU2402130C1 RU2009128788/09A RU2009128788A RU2402130C1 RU 2402130 C1 RU2402130 C1 RU 2402130C1 RU 2009128788/09 A RU2009128788/09 A RU 2009128788/09A RU 2009128788 A RU2009128788 A RU 2009128788A RU 2402130 C1 RU2402130 C1 RU 2402130C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- filter
- network
- current
- series
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области релейной защиты и может быть использовано для защиты от замыканий на землю в сетях с компенсацией емкостного тока.The invention relates to the field of relay protection and can be used to protect against earth faults in networks with capacitive current compensation.
Известно устройство для защиты от замыканий на землю в сетях с компенсацией емкостного тока [Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. - М: Энергия. 1976, 360 с.], содержащее блок создания оперативного тока с частотой 100 Гц, включающий в себя расположенную на сердечнике дугогасящего реактора дополнительную обмотку, которая включается через контактор и выпрямитель на резистор.A device for protecting against earth faults in networks with capacitive current compensation [Fedoseev A.M. Relay protection of electrical systems. - M: Energy. 1976, 360 pp.], Comprising a unit for generating an operational current with a frequency of 100 Hz, including an additional winding located on the core of the arc suppression reactor, which is switched on through a contactor and a rectifier to a resistor.
Данное устройство реагирует на устойчивые замыкания, но может неправильно работать при перемежающихся дуговых замыканиях.This device responds to stable faults, but may not work properly with intermittent arc faults.
Также известно устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с компенсированной нейтралью [А.с. СССР №177958, МПК 2 Н02Н 3/16, БИ. №2, 1966], содержащее источник оперативного тока с частотой 25 Гц, представляющий собой катушку, индуктивность которой периодически изменяется, включенный последовательно с дугогасящим реактором, реагирующие органы, представляющие собой электромагнитные параметрические усилители, настроенные на частоту 25 Гц, подключенные к фильтрам токов нулевой последовательности, которые установлены на каждой линии сети.Also known is a device for protection against earth faults in networks with compensated neutral [A.S. USSR No. 177958, IPC 2 Н02Н 3/16, BI. No. 2, 1966], containing a source of operating current with a frequency of 25 Hz, which is a coil whose inductance periodically changes, connected in series with an arcing reactor, reacting organs, which are electromagnetic parametric amplifiers tuned to a frequency of 25 Hz, connected to zero current filters sequences that are installed on each line of the network.
Данное устройство реагирует на устойчивые замыкания, но также может неправильно работать при перемежающихся дуговых замыканиях.This device responds to stable faults, but may also not work correctly with intermittent arc faults.
Известно устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с компенсацией емкостного тока [Патент РФ №2268524, МПК Н02Н 3/16, БИ №2, 2004], выбранное в качестве прототипа, содержащее источник оперативного тока с частотой 25 Гц, включенный последовательно с дугогасящим реактором. Дугогасящий реактор подключен к нейтральной точке сети. Источник оперативного тока с частотой 25 Гц представляет собой параметрический делитель частоты, содержащий выходную обмотку, расположенную на совмещенных стержнях двух магнитопроводов, включенную последовательно с дугогасящим реактором, первую обмотку возбуждения, расположенную на внешнем стержне первого магнитопровода, включенную последовательно со второй обмоткой возбуждения, расположенной на внешнем стержне второго магнитопровода, причем обмотки возбуждения подключены через диод к сети собственных нужд переменного тока, а обмотка колебательного контура, расположенная на совмещенных стержнях первого и второго магнитопроводов, замкнута на последовательно соединенные конденсатор и линейный дроссель. Фильтры токов нулевой последовательности установлены на каждой линии сети. Реагирующие органы представляют собой электромагнитные параметрические усилители, настроенные на частоту 25 Гц. Реагирующие органы подключены к фильтрам токов нулевой последовательности.A device for protection against earth faults in networks with capacitive current compensation [RF Patent No. 2268524, IPC Н02Н 3/16, BI No. 2, 2004], selected as a prototype, containing an operating current source with a frequency of 25 Hz, connected in series with an extinguishing reactor. The extinguishing reactor is connected to the neutral point of the network. An operating current source with a frequency of 25 Hz is a parametric frequency divider containing an output winding located on the combined rods of two magnetic circuits, connected in series with an arc suppression reactor, a first field winding located on an external rod of the first magnetic circuit, connected in series with a second field winding located on the outer core of the second magnetic circuit, and the field windings are connected through a diode to the AC auxiliary supply network, and TCA oscillating circuit located on the terminals of combined first and second magnetic circuits, shorted to series connected capacitor and choke line. Zero sequence current filters are installed on each line of the network. Responsive organs are electromagnetic parametric amplifiers tuned to a frequency of 25 Hz. Responsive bodies are connected to zero sequence current filters.
Данное устройство реагирует на устойчивые замыкания, но может неправильно работать при перемежающихся дуговых замыканиях из-за увеличения доли низкочастотных гармоник в спектре тока нулевой последовательности неповрежденных линий.This device reacts to stable faults, but may not work correctly with intermittent arc faults due to an increase in the proportion of low-frequency harmonics in the current spectrum of the zero sequence of undamaged lines.
Задачей изобретения является обеспечение селективности защиты от замыканий на землю в сетях с компенсацией емкостного тока, как при устойчивых замыканиях, так и при перемежающихся дуговых замыканиях.The objective of the invention is to provide selectivity of protection against earth faults in networks with compensation of capacitive current, both with stable faults and with alternating arc faults.
Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с компенсацией емкостного тока, так же, как в прототипе, основано на принципе наложения на сеть оперативного тока с частотой 25 Гц и содержит источник оперативного тока с частотой 25 Гц, включенный последовательно с дугогасящим реактором, который подключен к нейтральной точке сети. Источник оперативного тока с частотой 25 Гц представляет собой параметрический делитель частоты, содержащий выходную обмотку, расположенную на совмещенных стержнях двух магнитопроводов, включенную последовательно с дугогасящим реактором, первую обмотку возбуждения, расположенную на внешнем стержне первого магнитопровода, включенную последовательно со второй обмоткой возбуждения, расположенной на внешнем стержне второго магнитопровода, обмотки возбуждения подключены через диод к сети собственных нужд переменного тока, а обмотка колебательного контура, расположенная на совмещенных стержнях первого и второго магнитопроводов, замкнута на последовательно соединенные конденсатор и линейный дроссель. Фильтры токов нулевой последовательности установлены на каждой линии сети. Реагирующие органы подключены к фильтрам токов нулевой последовательности.The solution to this problem is achieved by the fact that the device for protection against earth faults in networks with capacitive current compensation, as in the prototype, is based on the principle of applying an operational current with a frequency of 25 Hz to the network and contains a source of operating current with a frequency of 25 Hz, connected in series with an extinguishing reactor, which is connected to the neutral point of the network. The operating current source with a frequency of 25 Hz is a parametric frequency divider containing an output winding located on the combined rods of two magnetic circuits, connected in series with an arc suppression reactor, a first field winding located on an external rod of the first magnetic circuit, connected in series with a second field winding located on the external core of the second magnetic circuit, the field windings are connected through the diode to the AC auxiliary supply network, and the coil ebatelnogo circuit located on the terminals of combined first and second magnetic circuits, shorted to series connected capacitor and choke line. Zero sequence current filters are installed on each line of the network. Responsive bodies are connected to zero sequence current filters.
Согласно изобретению в реагирующий орган введены фильтр низкой частоты, фильтр высокой частоты, входы которых подключены к фильтру токов нулевой последовательности, орган сравнения амплитуд гармоник, к входу которого подключены выходы фильтра низкой частоты и фильтра высокой частоты.According to the invention, a low-pass filter, a high-pass filter, the inputs of which are connected to a zero sequence current filter, a harmonic amplitude comparison organ, to the input of which the outputs of a low-pass filter and a high-pass filter are inserted, are introduced into the reacting organ.
Именно заявленное выполнение устройства обеспечивает селективность защиты от замыканий на землю в сетях с компенсацией емкостного тока, как при устойчивых замыканиях, так и при перемежающихся дуговых замыканиях, за счет того, что при обоих видах замыкания в частотном спектре тока нулевой последовательности поврежденной линии амплитуды гармоник с частотами ниже 50 Гц больше, чем амплитуды гармоник с частотами выше 50 Гц. Для неповрежденной линии, наоборот - амплитуды гармоник с частотами ниже 50 Гц меньше, чем амплитуды гармоник с частотами выше 50 Гц.It is the claimed embodiment of the device that provides selectivity of protection against earth faults in networks with capacitive current compensation, both in case of stable faults and intermittent arc faults, due to the fact that with both types of faults in the frequency spectrum of the zero-sequence current of the damaged harmonic amplitude line with frequencies below 50 Hz are greater than the amplitudes of harmonics with frequencies above 50 Hz. For an undamaged line, on the contrary, the amplitudes of harmonics with frequencies below 50 Hz are less than the amplitudes of harmonics with frequencies above 50 Hz.
На фиг.1 представлена принципиальная схема сети с элементами устройства для защиты от замыкания на землю в сетях с компенсацией емкостного тока, а на фиг.2 - схема реагирующего органа.Figure 1 presents a schematic diagram of a network with elements of a device for protection against earth faults in networks with capacitive current compensation, and figure 2 is a diagram of a reacting body.
Устройство содержит (фиг.1) источник оперативного тока с частотой 25 Гц 1, включенный последовательно с дугогасящим реактором 2, который подключен к нейтральной точке сети. Первый реагирующий орган 3, второй реагирующий орган 4, N-й реагирующий орган 5 подключены соответственно к первому фильтру тока нулевой последовательности 6, второму фильтру тока нулевой последовательности 7 и N-му фильтру тока нулевой последовательности 8, установленными на каждой линии сети с собственными емкостями 9, 10, 11.The device contains (Fig. 1) an operating current source with a frequency of 25 Hz 1, connected in series with an extinguishing reactor 2, which is connected to the neutral point of the network. The first reacting organ 3, the second reacting organ 4, the Nth reacting organ 5 are connected respectively to the first zero-sequence current filter 6, the second zero-sequence current filter 7 and the Nth zero-sequence current filter 8 installed on each line of the network with their
Первый реагирующий орган 3 (фиг.2) выполнен следующим образом. Фильтр низкой частоты 12 и фильтр высокой частоты 13 подключены к первому фильтру тока нулевой последовательности 6. К входу органа сравнения амплитуд гармоник 14 подключены выходы фильтра низкой частоты 12 и фильтра высокой частоты 13. Второй реагирующий орган 4, N-й реагирующий орган 5 выполнены аналогично.The first reacting organ 3 (figure 2) is made as follows. The low-
Источник оперативного постоянного тока с частотой 25 Гц 1 представляет собой параметрический делитель частоты [Патент РФ №2268524].An operational direct current source with a frequency of 25 Hz 1 is a parametric frequency divider [RF Patent No. 2268524].
В качестве фильтров токов нулевой последовательности 6, 7, 8 могут быть применены кабельные трансформаторы тока нулевой последовательности.As filters of currents of zero sequence 6, 7, 8, cable transformers of current of zero sequence can be applied.
Фильтр низкой частоты 12 может быть выполнен на типовых интегральных микросхемах типа К140УД7.The low-
Фильтр высокой частоты 13 может быть выполнен на типовых интегральных микросхемах типа К140УД7.The high-pass filter 13 can be performed on typical integrated circuits of the type K140UD7.
Орган сравнения 14 может быть выполнен на типовых интегральных микросхемах типа К140УД7.The comparison body 14 can be performed on standard integrated circuits of the type K140UD7.
Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы сети за счет источника оперативного тока с частотой 25 Гц 1 по линиям сети протекают небольшие токи с частотой 25 Гц, определяемые собственными емкостями 9, 10, 11 линий. При замыкании на землю, например, на линии, где установлен первый фильтр тока нулевой последовательности 6, собственная емкость 9 линии шунтируется и эквивалентная проводимость этой линии становится значительно больше проводимости неповрежденных линий, ток в поврежденной линии возрастает.The device operates as follows. In the normal mode of operation of the network due to the source of operational current with a frequency of 25 Hz 1, small currents with a frequency of 25 Hz flow, determined by the own capacities of 9, 10, 11 lines, flow through the network lines. When an earth fault occurs, for example, on the line where the first zero-sequence current filter 6 is installed, the line's
При устойчивом замыкании на землю в частотном спектре тока нулевой последовательности поврежденной линии присутствуют только гармоники с частотами 25 Гц и 50 Гц. Частотные характеристики фильтров таковы, что они пропускают составляющие с частотой ниже 50 Гц и выше 50 Гц, а составляющую с частотой 50 Гц подавляют. Поэтому в органе сравнения амплитуд гармоник 14 составляющие с частотой ниже 50 Гц больше, чем амплитуды гармоник с частотой выше 50 Гц. По этому условию орган сравнения амплитуд гармоник 14 вырабатывает сигнал о замыкании на землю.With a stable ground fault, only harmonics with frequencies of 25 Hz and 50 Hz are present in the frequency spectrum of the zero sequence current of the damaged line. The frequency characteristics of the filters are such that they pass components with a frequency below 50 Hz and above 50 Hz, and a component with a frequency of 50 Hz is suppressed. Therefore, in the body for comparing the amplitudes of harmonics 14, components with a frequency below 50 Hz are greater than the amplitudes of harmonics with a frequency above 50 Hz. According to this condition, the organ for comparing the amplitudes of harmonics 14 generates a signal about a ground fault.
При перемежающемся дуговом замыкании гармонические составляющие токов нулевой последовательности распределяются по линиям таким образом, что в поврежденной линии амплитуды гармоник с частотами ниже 50 Гц больше, чем амплитуды гармоник с частотами выше 50 Гц. Для неповрежденной линии, наоборот, - амплитуды гармоник с частотами ниже 50 Гц меньше, чем амплитуды гармоник с частотами выше 50 Гц. Поэтому на выходе органа сравнения амплитуд гармоник 14 реагирующего органа поврежденной линии вырабатывается сигнал о замыкании на землю.With an alternating arc fault, the harmonic components of the zero sequence currents are distributed along the lines so that in the damaged line the amplitudes of harmonics with frequencies below 50 Hz are greater than the amplitudes of harmonics with frequencies above 50 Hz. For an undamaged line, on the contrary, the amplitudes of harmonics with frequencies below 50 Hz are less than the amplitudes of harmonics with frequencies above 50 Hz. Therefore, at the output of the organ for comparing the amplitudes of the harmonics 14 of the reacting organ of the damaged line, a signal about ground fault is generated.
Таким образом, предлагаемая защита обладает селективностью, как при устойчивых замыканиях на землю, так и при перемежающихся дуговых замыканиях.Thus, the proposed protection has selectivity, both with stable earth faults, and with alternating arc faults.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009128788/09A RU2402130C1 (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Device for protection against ground short circuit in networks with compensation of capacitance circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009128788/09A RU2402130C1 (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Device for protection against ground short circuit in networks with compensation of capacitance circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2402130C1 true RU2402130C1 (en) | 2010-10-20 |
Family
ID=44024059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009128788/09A RU2402130C1 (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Device for protection against ground short circuit in networks with compensation of capacitance circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2402130C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2535298C1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Damage detection method for line in resonant grounded three-phase network |
RU2675623C1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-12-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Device of protection against single-phase grounding on earth in the compensated electric network |
-
2009
- 2009-07-27 RU RU2009128788/09A patent/RU2402130C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2535298C1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Damage detection method for line in resonant grounded three-phase network |
RU2675623C1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-12-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Device of protection against single-phase grounding on earth in the compensated electric network |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5022236B2 (en) | Active electromagnetic compatibility filter for machine tools | |
US20140140112A1 (en) | Power conversion apparatus with low common mode noise and application systems thereof | |
CN107810594B (en) | Common mode filter device and electrical apparatus | |
KR20120021298A (en) | Device for testing high-voltage equipment | |
CN101902044B (en) | Harmonic filter | |
Baitha et al. | A comparative analysis of passive filters for power quality improvement | |
CN110383657B (en) | Active compensation circuit and system | |
US5656924A (en) | System and method for providing harmonic currents to a harmonic generating load connected to a power system | |
US7535125B2 (en) | Single-phase filter for reducing harmonics | |
RU2402130C1 (en) | Device for protection against ground short circuit in networks with compensation of capacitance circuit | |
Trzynadlowski | EMI Effects of power converters | |
Khan et al. | Analysis of ferroresonance suppression and transient response performances for various ferroresonance suppression circuits in capacitive voltage transformers | |
KR102548055B1 (en) | Dc filter device | |
Shaikh et al. | Analysis and application of zigzag transformer in distribution system for mitigation of triplen harmonics | |
JP6239468B2 (en) | Medical equipment | |
JP2008530836A (en) | Active EMC filters for medical applications | |
KR101806293B1 (en) | Apparatus for reducing a magnetic unidirectional flux component in the core of a transformer | |
Nicolae et al. | The designing, realization and testing of a network filter used to reduce electromagnetic disturbances and to improve the EMI for static switching equipment | |
JP2012034149A (en) | Power source line filter | |
JP2009148045A (en) | Leak current reducing device | |
RU2268524C1 (en) | Device for preventing short circuit with ground in networks with compensation of capacitive current | |
RU2335082C1 (en) | Electromagnetic harmonics compensator | |
CN112204494A (en) | Magnetically controllable choke for reactive power compensation using capacitively connected additional winding | |
RU2543075C2 (en) | Method to reduce impact of higher harmonics on electric equipment | |
Zhu | EMC in power electronics and PCB design |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110728 |