RU2424610C2 - Устройство для определения замыкания на землю - Google Patents
Устройство для определения замыкания на землю Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424610C2 RU2424610C2 RU2009107851/07A RU2009107851A RU2424610C2 RU 2424610 C2 RU2424610 C2 RU 2424610C2 RU 2009107851/07 A RU2009107851/07 A RU 2009107851/07A RU 2009107851 A RU2009107851 A RU 2009107851A RU 2424610 C2 RU2424610 C2 RU 2424610C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric machine
- synchronous
- phase electric
- voltage
- earth
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 48
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 31
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
- H02H3/17—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass by means of an auxiliary voltage injected into the installation to be protected
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/0038—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the connection of the detecting means, e.g. for reducing their number
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/06—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении точности. Устройство для определения замыкания на землю инжектирует напряжение с частотой, отличной от номинальной, между точкой нейтрали синхронной трехфазной электрической машины и землей и измеряет результирующие токи в двух точках измерения, отличных друг от друга. Замыкание на землю определяется на основе результирующего тока. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 13 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в основном относится к определению замыкания на землю и, в частности, к устройству для определения замыкания на землю.
Уровень техники
Замыкание на землю в обмотке статора генератора является наиболее частой внутренней неисправностью электрической части генератора и наиболее частой причиной повреждения статора генератора, а также непосредственной причиной межфазного замыкания статора генератора. Все остальные электрические неисправности всегда являются следствием замыканий на землю. Замыкание на землю вызывается физическим повреждением обмотки статора или старением изоляции статора. Следовательно, защита статора от замыканий на землю является важнейшим элементом системы защиты генератора. Неправильное функционирование защиты обмотки статора от замыкания на землю повышает вероятность того, что замыкание на землю перейдет в межфазное замыкание, что, в конечном счете, приведет к повреждению генератора.
Для организации эффективной защиты встроенного в установку генератора от последствий эффектов замыканий на землю в обмотках статора необходимо понимание явлений, сопровождающих эти замыкания. Последствия замыканий на землю зависят от мощности, выделяемой в канале замыкания на землю, и от величины повышенных напряжений при замыкании на землю. При правильном функционировании защиты от замыкания на землю возможно создание условий, при которых эрозия магнитопровода или корпуса статора, вызываемая дугой замыкания на землю, незначительна или полностью устраняется. Таким образом, возникновение межфазных замыканий в генераторе является практически невозможным, если защита от замыканий на землю работает должным образом. При этих условиях обеспечивается оптимальная защита блоков генератор-трансформатор от последствий замыканий на землю в обмотках статора. Время, требуемое на ремонт при возникновении замыкания на землю одной из фаз, является относительно малым, поскольку требуется замена только одной обмотки статора. При межфазном замыкании время ремонта может составить несколько месяцев и предполагает (частичную) переборку сердечника статора.
Для минимизации вероятности неправильной работы системы защиты генератора от замыканий на землю, отдельные виды защит, образующие систему, должны использовать различные параметры, при которых происходит их активация. Нейтраль генератора обычно не имеет непосредственного заземления, и поэтому токи замыкания статора на землю в этом случае относительно малы, особенно в генераторах блоков генератор-трансформатор. Однако даже такие малые токи могут вызывать значительные повреждения сердечника статора генератора. Они могут стать также начальной причиной межфазных замыканий.
Способ, используемый для защиты генератора от замыканий на землю в обмотке статора, зависит от способа подключения генератора к системе электропитания. Существует несколько видов подключения - от непосредственного заземления нейтрали, различных уровней резистивного и индуктивного заземления нейтрали до применения изолированной нейтрали. Генераторы с резистивным заземлением подключаются либо непосредственно через резистор, либо через трансформатор с заземленной нейтралью с использованием низковольтного резистора во вторичной обмотке трансформатора. Генератор, непосредственно подключенный к ламелям шины и системе электропитания без повышающего трансформатора, обычно имеет малую мощность, и поэтому система защиты от замыканий на землю основывается на отслеживании амплитуды или направления тока нейтрали. Генератор, подключаемый к системе электропитания через повышающий трансформатор, теоретически достаточно прост, поскольку первичная обмотка повышающего трансформатора всегда соединяется по схеме треугольника и образует естественный барьер для возникновения замыканий на землю на стороне высокого напряжения. Замыкания на землю в обмотке статора, в таком случае, могут определяться путем наблюдения за уровнем напряжения между точкой нейтрали генератора и землей.
Имеются два основных способа, которые в соединении с системой защиты, основанной на (использовании тока) нулевой последовательности, могут обеспечить 100% защиту обмотки статора генератора. При одном из способов используется третья гармоника напряжений в точке нейтрали генератора и на его выводах. При другом способе в цепь генератора инжектируется (вводится) сигнал низкой частоты.
Существует три основных ограничения, определяющих максимальную длину обмотки статора, на которую распространяется эта защита, при различных режимах работы. Они связаны со следующими значениями и параметрами генератора, а также системы защиты: максимальный ток замыкания на землю, протекающий через нейтраль генератора, минимальное инжектируемое (вводимое) напряжение, которое может быть измерено с достаточной точностью, а также максимальное значение составляющей нулевой последовательности в нейтрали генератора при замыкании на землю в обмотке статора. Первое и третье ограничения независимы от системы защиты и зависят только от параметров генератора, системы заземления и трансформатора установки. Однако второе ограничение может быть использовано для улучшения защиты от замыкания на землю в зависимости от системы защиты.
Кроме того, существующие способы инжекции используют частоту инжекции ниже 50 Гц, поскольку более высокие частоты приводят к увеличению емкостного тока, усложняющего отслеживание изменений величины сопротивления, используемых при определении замыканий на землю.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является предложение устройства для определения замыкания на землю, которое позволяет определять меньшие по величине замыкания на землю в синхронных трехфазных электрических машинах.
Изобретение основано на использовании того, что путем измерения токов, получаемых в результате инжекции напряжения в более чем одной точке измерения трехфазной электрической машины, достигается улучшение детектирования (определения) без увеличения инжектируемого напряжения.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается устройство для определения замыкания на землю в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается электрическая система в соответствии с п.9 формулы изобретения.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается способ в соответствии с п.10 формулы изобретения.
Дополнительные предпочтительные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Значение первого тока измеряется предпочтительно между точкой нейтрали и землей синхронной трехфазной электрической машины, поскольку данное значение затрагивается наименее всего и при этом несет информацию обо всех трех фазах электрической машины.
При применении в электрической машине заземленной нейтрали устройство для определения замыкания на землю предпочтительно содержит трансформатор напряжения или заземляющий трансформатор.
Значение второго тока предпочтительно измеряется во вторичной обмотке заземляющего трансформатора или трансформатора напряжения, между землей и первичной обмоткой заземляющего трансформатора или трансформатора напряжения, или на фазных обмотках трехфазной электрической машины.
Электрическая машина предпочтительно представляет собой генератор. Генератор может быть высоковольтным генератором, обычно имеющим статор с проводной обмоткой и напряжение на выводах, существенно превышающее 25 кВ. В связи с существенной стоимостью модуля инжекции, известного из уровня техники, для достаточно больших генераторов с диапазоном выходных напряжений обычно 5-25 кВ и номинальной мощностью около десятков МВА в основном применяется инжекция низкочастотного сигнала. При использовании инжекции с низковольтной обмотки трансформатора напряжения в соответствии, например, с первым вариантом осуществления настоящего изобретения может быть получен принцип инжекции, предполагающий существенное снижение затрат по сравнению с ранее применявшимся способом и который, по этой причине, может быть использован для большего количества приложений.
Устройство для определения замыкания на землю предпочтительно содержит средства измерения температуры, выполненные с возможностью измерения рабочей температуры электрической машины, в частности резистора нейтрали и других вспомогательных устройств, позволяющие использование температурной компенсации в системе определения замыкания на землю.
С помощью измерения комплексного значения результирующего тока, инжектируемое напряжение может быть использовано при частотах, существенно превышающих 50 Гц, поскольку в этом случае могут быть измерены малые изменения сопротивления, несмотря на большое емкостное реактивное сопротивление, что позволяет, например, избежать (возникновения) электрических помех с существующими датчиками скорости.
Кроме того, благодаря измерению комплексного значения результирующего тока устройство для определения замыкания на землю в соответствии с настоящим изобретением может работать аналогичным образом с любыми типами заземлений, используемых в генераторах, что предоставляет производственные преимущества.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение станет более понятным из приведенного ниже более детального описания вариантов осуществления с ссылкой на сопровождающие чертежи, приводимые лишь в качестве иллюстрации и никоим образом не ограничивающие настоящего изобретения:
На фиг.1 схематично показана синхронная трехфазная электрическая машина с резистором нейтрали и трансформатором напряжения;
На фиг.2 схематично показана система определения замыкания на землю в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения для синхронной трехфазной электрической машины, показанной на фиг.1;
На фиг.3 показана эквивалентная схема системы определения замыкания на землю, показанной на фиг.2, в случае замыкания на землю;
На фиг.4 схематично показана синхронная трехфазная электрическая машина без резистора нейтрали с трансформатором напряжения;
На фиг.5 схематично показана система определения замыкания на землю в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения для синхронной трехфазной электрической машины, показанной на фиг.4;
На фиг.6 показана эквивалентная схема системы определения замыкания на землю, показанной на фиг.5, в случае замыкания на землю;
На фиг.7 схематично показана синхронная трехфазная электрическая машина с распределительным заземляющим трансформатором;
На фиг.8 схематично показана система определения замыкания на землю в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения для синхронной трехфазной электрической машины, показанной на фиг.7;
На фиг.9 показана эквивалентная схема системы определения замыкания на землю, показанной на фиг.8, в случае замыкания на землю;
На фиг.10 схематично показана синхронная трехфазная электрическая машина с резистором нейтрали без трансформатора напряжения;
На фиг.11 схематично показана система определения замыкания на землю в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения для синхронной трехфазной электрической машины, показанной на фиг.10;
На фиг.12 показана эквивалентная схема системы определения замыкания на землю, показанной на фиг.11, в случае замыкания на землю;
На фиг.13 показана блок-схема способа определения замыкания на землю, общего для вариантов осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
В приведенном ниже описании в целях пояснения, а не ограничения, приводятся характерные признаки, такие как отдельные методики и способы применения, в целях обеспечения исчерпывающего понимания настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано в других вариантах осуществления, отличающихся от этих характерных признаков. В других примерах детальное описание хорошо известных способов и устройств опускается с тем, чтобы не загромождать описание настоящего изобретения чрезмерными деталями.
Далее описывается первый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг.1-3.
На фиг.1 схематично показана статорная часть синхронной трехфазной электрической машины, такой как генератор. Синхронная трехфазная электрическая машина имеет соединение типа «звезда», и ее нейтраль соединена с землей. Синхронная трехфазная электрическая машина содержит резистор Rn нейтрали, подключенный между точкой нейтрали и землей, для уменьшения возможных токов замыкания на землю. Резистор Rn нейтрали обычно выполнен с возможностью уменьшения максимальных токов замыкания на землю для замыканий в статоре до величины порядка 5-15 А. Синхронная трехфазная электрическая машина дополнительно содержит измерительный трансформатор напряжения V, установленный параллельно с заземляющим резистором Rn. Измерительный трансформатор напряжения V используется, например, в других защитных устройствах, таких как устройства 95% защиты или защиты обмоток статора электрической машины на основе блока третьей гармоники. Измерительный трансформатор напряжения обычно имеет величину максимально возможного напряжения в нейтрали до 110 В и мощность около 20-100 ВА.
Для определения замыкания на землю в электрической машине в любой из трех ее фаз устройство для определения замыкания на землю выполнено с возможностью инжекции напряжения Ui с отличающейся от номинальной частотой, между точкой нейтрали электрической машины и землей. Частота инжектируемого напряжения обычно имеет значение от десятков Гц до нескольких сотен Гц и отличается от номинальной частоты электрической машины (имеет неноминальное значение). Инжектируемое напряжение Ui инжектируется через измерительный трансформатор напряжения V. Таким образом, напряжение Ui инжектируется параллельно с резистором Rn нейтрали, как показано на фиг.2 и 3.
Устройство для определения замыкания на землю снабжено первым измерительным средством, таким как токовый шунт или токовый трансформатор, выполненным с возможностью измерения первого тока в первой точке измерения электрической машины. Первый ток является результатом инжекции напряжения Ui. Устройство для определения замыкания на землю также снабжено вторым измерительным средством, таким как токовый шунт или токовый трансформатор, выполненным с возможностью измерения второго тока во второй точке измерения, отличающейся от первой точки измерения электрической машины. Второй ток является результатом инжекции того же самого напряжения Ui, также как и первый ток. В альтернативном варианте для получения измерений тока может использоваться катушка Роговского.
Первая точка измерения предпочтительно находится между нейтралью электрической машины и землей, то есть в одной из точек 1, 2 или 4 на фиг.2, или между инжектором и измерительным трансформатором напряжения, то есть в точке 3 на фиг.2. Вторая точка (точки) измерения расположена(ы) предпочтительно в трех фазах электрической машины, то есть в точках 5 на фиг.2, во вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения, то есть в точке 3 на фиг.2, между землей и первичной обмоткой измерительного трансформатора напряжения, то есть в точке 4 на фиг.2, между нейтралью и первичной обмоткой измерительного трансформатора напряжения, то есть в точке 2 на фиг.2, между измерительным трансформатором напряжения и его генератором, то есть в точке 6 на фиг.2, или на резисторе Rn нейтрали, то есть в точке 7 на фиг.2.
С помощью измерения результирующего тока, по меньшей мере, в двух различных точках измерения электрической машины точность устройства для определения замыкания на землю улучшается без существенного увеличения стоимости, а также без оказания влияния на первичную обмотку машины. Это позволяет использовать сходную конструкцию устройства независимо от способа заземления электрической машины.
В том случае, если способ заземления использует нейтраль с высокоомным резистором, величина температурного отклонения резистора и/или температурного отклонения рабочей температуры электрической машины могут быть использованы для регулировки величины сопротивления резистора, которая, в свою очередь, может использоваться для регулирования результирующих токов. Это позволит осуществлять непрерывное наблюдение за резистором нейтрали, отслеживая даже малые изменения его значения. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением тщательно отслеживается работоспособность резистора.
Благодаря измерениям, производимым с помощью измерительных средств на фазных обмотках, настоящее изобретение также позволяет определить, в какой из фаз произошло замыкание на землю. В этом случае для определения замыкания используется значение более чем двух токов, поскольку исправные фазы обмоток будут иметь характеристики, отличные от характеристик замкнутой на землю фазы.
Устройство для определения замыкания на землю дополнительно содержит средства управления, такие как микропроцессор или подобные, выполненные с возможностью определения замыкания на землю путем выполнения расчетов на основе значений двух токов или более, чем двух токов. Обычно такие расчеты основаны на значении сопротивления Rf замыкания, независимо от значения резистора Rn нейтрали, однако точность расчетов может быть дополнительно улучшена путем использования для таких расчетов значения импеданса замыкания, отражающего параллельное подключение сопротивления Rf и емкости Се замыкания.
Средство инжекции также предпочтительно содержит полосовой фильтр ВР, такой, чтобы цепь инжекции не нагружала измерительный трансформатор напряжения во время замыкания на землю одиночной цепи 50 Гц.
Для защиты электрической машины от замыканий на землю устройство для определения замыканий на землю дополнено средствами защиты, известными специалисту в данной области техники. Дополненное таким образом устройство для определения замыкания на землю и синхронная трехфазная электрическая машина вместе образуют электрическую систему, которая защищает электрическую машину от замыканий на землю.
Хотя инжектируемое напряжение описано как инжектируемое параллельно с резистором нейтрали, в альтернативном варианте оно может инжектироваться последовательно с резистором нейтрали.
Второй вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг.4-6 и является идентичным с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, описанным выше, за исключением того, что в электрической машине не используется резистор нейтрали. Кроме того, поскольку резистор нейтрали не используется, то точки измерений 1 и 2 будут одной и той же точкой, а точка 7 отсутствует.
Третий вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг.7-9 и является идентичным со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, описанным выше, за исключением того, что в электрической машине используется распределительный заземляющий трансформатор, в котором резистор нейтрали используется в системе низкого напряжения. Кроме того, ко вторичной обмотке данного трансформатора подключено устройство для определения замыкания на землю в соответствии с настоящим изобретением для инжекции сигнала непосредственно в его низковольтную обмотку.
Заземляющий трансформатор распределительного типа обычно имеет уровень напряжения вторичной обмотки 240 В и номинальную мощность 15-300 кВА.
Второй и третий варианты осуществления настоящего изобретения могут быть соединены как с измерительным трансформатором напряжения, так и с распределительным заземляющим трансформатором, при этом устройство для определения замыкания на землю подключается ко вторичной обмотке обоих трансформаторов, или все три функции могут быть также объединены в одном трансформаторе.
Четвертый вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг.10-12 и является идентичным с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, описанным выше, за исключением того, что в электрической машине не используется измерительный трансформатор напряжения. Кроме того, поскольку генератор измерительного напряжения не используется, то точки измерений 3 и 6 будут являться одной и той же точкой.
Последовательность шагов способа для определения замыкания на землю в электрической машине, такой как генератор, для вариантов осуществления, описанных выше, показана на фиг.13. Первым шагом способа является инжекция напряжения Ui с отличной от номинальной частотой между точкой нейтрали синхронной трехфазной электрической машины и землей. На следующем шаге производится измерение первого тока, получающегося в результате инжекции напряжения Ui с отличной от номинальной частотой в первой точке измерений 1, 2, 3, 4 электрической машины. Следующий шаг предполагает измерение второго тока, получающегося в результате инжекции напряжения Ui с отличной от номинальной частотой во второй точке измерений 3, 4, 5, 6, 7, отличающейся от первой точки измерений, электрической машины. Завершающий шаг предполагает определение замыкания на землю на основе значений первого и второго токов.
Очевидно, что может существовать множество вариантов настоящего изобретения. Такие изменения не должны рассматриваться как отступление от объема настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения. Все такие варианты, как являющиеся очевидными для специалиста в данной области техники, должны рассматриваться как включенные в объем настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.
Claims (10)
1. Устройство для определения замыкания на землю для синхронной трехфазной электрической машины, имеющей точку нейтрали, соединенную с землей, содержащее средства инжекции, выполненные с возможностью инжекции напряжения (Ui) с частотой, отличной от номинальной, между точкой нейтрали и землей, отличающееся тем, что содержит: первое средство измерения, выполненное с возможностью измерения первого тока, получаемого в результате инжекции указанного напряжения, в первой точке измерений (1, 2, 3, 4) синхронной трехфазной электрической машины, второе средство измерения, выполненное с возможностью измерения второго тока, получаемого в результате инжекции указанного напряжения, во второй точке измерений (3, 4, 5, 6, 7), отличающееся от первой точки измерений, синхронной трехфазной электрической машины, и средство управления, выполненное с возможностью определения замыкания на землю в синхронной трехфазной электрической машине на основе первого и второго токов.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что синхронная трехфазная электрическая машина содержит резистор (Rn) нейтрали между точкой нейтрали и землей или распределительный заземляющий трансформатор между точкой нейтрали и землей.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что первая точка измерений (1, 2, 4) находится между точкой нейтрали и землей.
4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что вторая точка измерений (5) находится на фазных обмотках синхронной трехфазной электрической машины.
5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что синхронная трехфазная электрическая машина содержит распределительный заземляющий трансформатор или измерительный трансформатор напряжения.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что вторая точка измерений (3, 4, 5, 6) находится на вторичной обмотке указанных трансформаторов, между землей и первичной обмоткой трансформаторов, или на фазных обмотках синхронной трехфазной электрической машины.
7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная электрическая машина является генератором.
8. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что содержит средства определения температуры, выполненные с возможностью определения рабочей температуры указанной электрической машины и ее вспомогательных устройств, предпочтительно температурного отклонения резистора нейтрали или трансформаторов, используемых в измерительных целях.
9. Электрическая система, содержащая устройство для определения замыкания на землю и синхронную трехфазную электрическую машину, имеющую точку нейтрали, соединенную с землей, причем устройство для определения замыкания на землю содержит средство инжекции, выполненное с возможностью инжекции напряжения (Ui) с частотой, отличной от номинальной, между точкой нейтрали и землей, отличающаяся тем, что устройство для определения замыкания на землю содержит: первое средство измерения, выполненное с возможностью измерения первого тока, получаемого в результате инжекции указанного напряжения, в первой точке измерений (1, 2, 3, 4) синхронной трехфазной электрической машины, второе средство измерения, выполненное с возможностью измерения второго тока, получаемого в результате инжекции указанного напряжения, во второй точке измерений (3, 4, 5, 6, 7), отличающейся от первой точки измерений, синхронной трехфазной электрической машины, и средство управления, выполненное с возможностью определения замыкания на землю в синхронной трехфазной электрической машине на основе первого и второго токов.
10. Способ определения замыкания на землю в синхронной трехфазной электрической машине, имеющей точку нейтрали, соединенную с землей, отличающийся тем, что содержит следующие шаги: инжекция напряжения (Ui) с частотой, отличной от номинальной, между точкой нейтрали и землей; измерение первого тока, получаемого в результате инжекции указанного напряжения (Ui) с частотой, отличной от номинальной, в первой точке измерений (1, 2, 3, 4) синхронной трехфазной электрической машины, измерение второго тока, получаемого в результате инжекции указанного напряжения (Ui) с частотой, отличной от номинальной, во второй точке измерений (3, 4, 5, 6, 7), отличающейся от первой точки измерений, синхронной трехфазной электрической машины, определение замыкания на землю в трехфазной электрической машине расчетным путем на основе первого и второго токов.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP06445061.2A EP1890369B1 (en) | 2006-08-18 | 2006-08-18 | Ground fault detection |
| EP06445061.2 | 2006-08-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009107851A RU2009107851A (ru) | 2010-09-27 |
| RU2424610C2 true RU2424610C2 (ru) | 2011-07-20 |
Family
ID=37575987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009107851/07A RU2424610C2 (ru) | 2006-08-18 | 2007-08-15 | Устройство для определения замыкания на землю |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7719285B2 (ru) |
| EP (1) | EP1890369B1 (ru) |
| CN (1) | CN101507072B (ru) |
| BR (1) | BRPI0715913A2 (ru) |
| CA (1) | CA2660382C (ru) |
| ES (1) | ES2431138T3 (ru) |
| RU (1) | RU2424610C2 (ru) |
| WO (1) | WO2008020798A1 (ru) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1936773A1 (en) | 2006-12-22 | 2008-06-25 | Abb Research Ltd. | System and method to detect a forgotten safety ground of an electrical facility |
| EP1936393A1 (en) | 2006-12-22 | 2008-06-25 | Abb Research Ltd. | Impedance measurement arrangement and method |
| CZ302920B6 (cs) * | 2009-01-23 | 2012-01-18 | Západoceská Univerzita V Plzni | Zarízení ke kompenzaci zemních proudu zapojené k fázovým vodicum rozvodné soustavy |
| US8405940B2 (en) * | 2009-10-13 | 2013-03-26 | Schweitzer Engineering Laboratories Inc | Systems and methods for generator ground fault protection |
| US8618809B2 (en) * | 2010-06-15 | 2013-12-31 | Deere & Company | Electrical isolation detection with enhanced dynamic range |
| ES2533797T3 (es) | 2010-07-19 | 2015-04-14 | Abb Technology Ag | Dispositivo y método para la detección de una falla a tierra |
| GB201013957D0 (en) * | 2010-08-20 | 2010-10-06 | Trw Ltd | Measurement circuit |
| ES2480967T3 (es) | 2011-02-21 | 2014-07-29 | Abb Research Ltd. | Método y dispositivo para mejorar la fiabilidad de la detección de un fallo de conexión a tierra de un generador en una máquina eléctrica giratoria |
| EP2530801A1 (en) | 2011-05-31 | 2012-12-05 | ABB Schweiz AG | Ground fault protection |
| FR2986618B1 (fr) | 2012-02-08 | 2014-09-05 | Renault Sa | Systeme embarque securise de charge de la batterie d'un vehicule automobile a partir d'un reseau d'alimentation |
| US11329589B2 (en) * | 2012-03-28 | 2022-05-10 | Joy Global Underground Mining Llc | Ground fault detection methods on variable frequency drive systems |
| US8827017B2 (en) | 2012-03-30 | 2014-09-09 | Thermo King Corporation | Vehicle or environment-controlled unit having a multiphase alternator with a protected high-voltage bus |
| US20140058202A1 (en) * | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Robert Rife | Bronchoscope cleaning device and method |
| US9500710B2 (en) | 2012-10-15 | 2016-11-22 | Siemens Energy, Inc. | Generator neutral ground monitoring system and method |
| US10288688B2 (en) | 2014-07-24 | 2019-05-14 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Systems and methods for monitoring and protecting an electric power generator |
| US9496707B2 (en) | 2014-12-22 | 2016-11-15 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Generator protection element |
| US9910093B2 (en) * | 2015-03-11 | 2018-03-06 | Siemens Energy, Inc. | Generator neutral ground monitoring device utilizing direct current component measurement and analysis |
| MX2017016432A (es) * | 2015-06-16 | 2018-05-02 | General Electric Technology Gmbh | Métodos y sistemas para la detección de una fase abierta en transformadores de potencia. |
| CN105403808B (zh) * | 2015-11-12 | 2019-06-11 | 张烨 | 一种直流线路接地故障点的定位方法及装置 |
| CN106655098A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 南华大学 | 一种核电机组并网运行时的定子接地保护方法 |
| US10333291B2 (en) | 2017-09-25 | 2019-06-25 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Multiple generator ground fault detection |
| US10931097B2 (en) | 2017-09-25 | 2021-02-23 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Generator stator ground protection using third harmonic |
| US10797632B2 (en) | 2018-08-21 | 2020-10-06 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Sensitive directional element for generator protection |
| CN109387724B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-10-27 | 南京理工大学 | 基于纵向分析横向修正的同步调相机故障诊断方法 |
| EP3633810B1 (en) * | 2018-10-01 | 2021-09-29 | ABB Power Grids Switzerland AG | Arrangement for injection-based ground fault protection handling |
| US11016135B2 (en) | 2018-11-28 | 2021-05-25 | Cummins Power Generation Ip, Inc. | Systems and methods for ground fault detection in power systems using communication network |
| CN109687697A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种ipm的保护方法、装置、存储介质及ipm模块 |
| US11316455B2 (en) | 2019-08-28 | 2022-04-26 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Generator rotor turn-to-turn fault detection using fractional harmonics |
| US10819261B1 (en) | 2019-10-25 | 2020-10-27 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Security improvements for electric power generator protection |
| US11368014B2 (en) * | 2020-05-18 | 2022-06-21 | Littelfuse, Inc. | Ground fault protection circuit and techniques |
| US11631972B2 (en) | 2020-12-16 | 2023-04-18 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Accurate modeling of equipment overexcitation damage curves |
| CN113608033B (zh) * | 2021-07-22 | 2024-01-23 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 一种高精度宽范围的配电网电容电流测试方法 |
| US11946966B1 (en) | 2023-02-20 | 2024-04-02 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Selective stator ground fault protection using positive-sequence voltage reference |
| CN116780488B (zh) * | 2023-08-16 | 2023-11-14 | 山西迎润新能源有限公司 | 新能源电站接地保护系统、方法、电子设备及存储介质 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4368498A (en) * | 1979-03-20 | 1983-01-11 | Harvey Hubbell Incorporated | Ground conductor monitoring system |
| AT401443B (de) * | 1993-08-19 | 1996-09-25 | Elin Energieversorgung | Anordnung zur erfassung von ständererdschlüssen bei drehstrommaschinen |
| DE4329382A1 (de) * | 1993-09-01 | 1995-03-02 | Abb Management Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Erdfehlern auf den Leitern einer elektrischen Maschine |
| PL333713A1 (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-18 | Abb Sp Zoo | Earth-fault protection circuit for a generator stator winding |
| US6320731B1 (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-20 | Electric Boat Corporation | Fault tolerant motor drive arrangement with independent phase connections and monitoring system |
| GB0300507D0 (en) * | 2003-01-09 | 2003-02-12 | Goodrich Corp | Apparatus for and method of ground fault detection |
-
2006
- 2006-08-18 ES ES06445061T patent/ES2431138T3/es active Active
- 2006-08-18 EP EP06445061.2A patent/EP1890369B1/en active Active
-
2007
- 2007-08-15 CN CN2007800306369A patent/CN101507072B/zh active Active
- 2007-08-15 CA CA2660382A patent/CA2660382C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-15 WO PCT/SE2007/000724 patent/WO2008020798A1/en active Application Filing
- 2007-08-15 BR BRPI0715913-7A patent/BRPI0715913A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-08-15 RU RU2009107851/07A patent/RU2424610C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-02-18 US US12/388,273 patent/US7719285B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101507072A (zh) | 2009-08-12 |
| WO2008020798A1 (en) | 2008-02-21 |
| BRPI0715913A2 (pt) | 2013-08-06 |
| EP1890369A1 (en) | 2008-02-20 |
| ES2431138T3 (es) | 2013-11-25 |
| RU2009107851A (ru) | 2010-09-27 |
| CA2660382A1 (en) | 2008-02-21 |
| CA2660382C (en) | 2013-04-09 |
| US20090160454A1 (en) | 2009-06-25 |
| US7719285B2 (en) | 2010-05-18 |
| EP1890369B1 (en) | 2013-10-02 |
| CN101507072B (zh) | 2012-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2424610C2 (ru) | Устройство для определения замыкания на землю | |
| US4356443A (en) | Detection of arcing faults in polyphase electric machines | |
| CN103080757B (zh) | 用于检测接地故障的设备和方法 | |
| US10962604B2 (en) | Arrangement for injection-based ground fault protection handling | |
| WO2014131768A1 (en) | Rotor earth fault protection for an electrical variable speed doubly fed induction machine | |
| Klingerman et al. | Understanding generator stator ground faults and their protection schemes | |
| RU2544267C1 (ru) | Способ адаптации обнаружения короткого замыкания на землю | |
| Platero et al. | Testing of non-toroidal shape primary pass-through current transformer for electrical machine monitoring and protection | |
| Fischer et al. | How to determine the effectiveness of generator differential protection | |
| Shaikh et al. | Offline common-mode voltage based inverter-embedded groundwall insulation testing for motors | |
| CN112993925A (zh) | 一种中性点经组合接地方式接地故障过渡电阻计算方法 | |
| Tian et al. | A novel self-adaptive compensated differential protection design suitable for the generator with considerable winding distributed capacitance | |
| KR20100034828A (ko) | 지락 보호시스템 | |
| Al-Hajri | Neutral ground resistor monitoring schemes | |
| Sedding et al. | High voltage DC ramp testing as a diagnostic of stator insulation condition | |
| Costea et al. | Damping of Harmonics by upstream Propagation through the Power Grid | |
| Athikessavan et al. | Inter-turn Fault Detection of Induction Machines Using the Voltage Across the Star-points of the Machine and the Source | |
| Bakie et al. | Analysis of synchronous generator internal insulation failures | |
| Shakya | Over current relay harmonic performance | |
| CN116859283A (zh) | 发电机机端pt回路一点接地的实时检测方法及系统 | |
| Ma et al. | Research on compensation and protection of voltage in metal shield of 110kV power cable under three segments unsymmetrical state | |
| JPH09229994A (ja) | 変圧器の部分放電検出方法 | |
| Basu | Prevention of slot discharge and on-line condition monitoring of high voltage machine insulation | |
| Energy | Understanding Generator Stator Ground Faults and Their Protection Schemes | |
| Fulczyk | Zero-sequence components in unit-connected generator with ungrounded neutral during ground-faults |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160816 |