RU2432658C1 - METHOD TO INCREASE RELIABILITY OF STEP-DOWN TRANSFORMER SUBSTATION OPERATION IN DISTRIBUTION GRIDS 6( 10 )/0,4 kV - Google Patents

METHOD TO INCREASE RELIABILITY OF STEP-DOWN TRANSFORMER SUBSTATION OPERATION IN DISTRIBUTION GRIDS 6( 10 )/0,4 kV Download PDF

Info

Publication number
RU2432658C1
RU2432658C1 RU2010139826/07A RU2010139826A RU2432658C1 RU 2432658 C1 RU2432658 C1 RU 2432658C1 RU 2010139826/07 A RU2010139826/07 A RU 2010139826/07A RU 2010139826 A RU2010139826 A RU 2010139826A RU 2432658 C1 RU2432658 C1 RU 2432658C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
down transformer
buses
microcontroller
loads
phase
Prior art date
Application number
RU2010139826/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мирон Соломонович Гринкруг (RU)
Мирон Соломонович Гринкруг
Юлия Ильинична Ткачева (RU)
Юлия Ильинична Ткачева
Никита Александрович Новгородов (RU)
Никита Александрович Новгородов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ")
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 "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ")
Priority to RU2010139826/07A priority Critical patent/RU2432658C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2432658C1 publication Critical patent/RU2432658C1/en

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

FIELD: electricity. ^ SUBSTANCE: method is designed for use in distribution grids 6(10)-0.4 kV, comprising a step-down transformer 6(10)/0.4 kV, three-phase lines 0.4 kV, a microcontroller, current sensors, installed at buses of the step-down transformer and at outgoing load cables, switches with drives installed at low voltage side of the transformer. Connection and disconnection of single-phase loads is done with the microcontroller. Switching elements are modules of IGBT-transistors. The moment of time to supply a control pulse from a microcontroller to disconnect loads is determined on the basis of the condition of zero current at outgoing cables of loads, to connect loads - on the basis of the condition of zero current at buses of the step-down transformer. ^ EFFECT: increased reliability of a step-down transformer substation operation. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электроснабжению, и может быть использовано в распределительных сетях 6(10)/0,4 кВ, содержащих понижающий трансформатор 6(10)/0,4 кВ, трехфазные линии 0,4 кВ, связанные с шинами понижающего трансформатора и передающие электрическую энергию от понижающего трансформатора к однофазным нагрузкам.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to power supply, and can be used in distribution networks 6 (10) / 0.4 kV, containing a step-down transformer 6 (10) / 0.4 kV, three-phase lines 0.4 kV associated with tires of the step-down transformer and transmitting electrical energy from the step-down transformer to single-phase loads.

Известен способ снижения потерь (пат. №2351049, публ. 27.03.2009 г.), заключающийся в снижении коэффициента несимметрии тока в понижающем трансформаторе и в трехфазной линии электропередач, питающей понижающую трансформаторную подстанцию, имеющую однофазные нагрузки разной мощности, отличающийся тем, что снижение коэффициента несимметрии токов в фазах трехфазной питающей линии и обмотках трансформатора осуществляется с помощью переключения однофазных нагрузок, подключенных к шинам понижающего трансформатора при помощи выключателей, управление которыми осуществляется микроконтроллером, на аналоговые входы которого поступают сигналы переменного тока с датчиков на стороне низкого напряжения трансформатора, при этом микроконтроллер осуществляет управление выключателями, переключающими нагрузки с одной фазы на другую на шинах понижающей трансформаторной подстанции, исходя из условия минимизации коэффициента несимметрии тока, при этом если суммарные значения токов в фазах отличаются от среднего значения тока, то часть нагрузок с фазы, имеющей больший ток, отключается от нее и включаются на фазу, имеющую меньший ток, а конкретные нагрузки, подлежащие переключению, определяются с помощью микроконтроллера из условия близости суммарных токов в фазах их среднему значению.A known method of reducing losses (US Pat. No. 2351049, published March 27, 2009), which consists in reducing the current asymmetry coefficient in a step-down transformer and in a three-phase power line supplying a step-down transformer substation having single-phase loads of different capacities, characterized in that the reduction the asymmetry coefficient of the currents in the phases of the three-phase supply line and the transformer windings is carried out by switching single-phase loads connected to the buses of the step-down transformer using switches, which are controlled by a microcontroller, the analog inputs of which receive AC signals from the sensors on the low voltage side of the transformer, while the microcontroller controls the switches that transfer loads from one phase to another on the buses of the step-down transformer substation, based on the condition of minimizing the current asymmetry coefficient, moreover, if the total values of currents in phases differ from the average current value, then part of the loads from the phase having a larger current is disconnected from e and included in a phase having a lower current, and specific loads to be switched are determined by the microcontroller of the condition that the total currents in the phases of their mean value.

Недостатком данного способа является низкая надежность вследствие:The disadvantage of this method is the low reliability due to:

- наличия выключателей, неспособных обеспечить быстрое включение и отключение нагрузок фаз от шин понижающего трансформатора;- the presence of switches that are unable to provide quick inclusion and disconnection of phase loads from the buses of the step-down transformer;

- больших значений токов переходных режимов при включении и отключении нагрузок по причине невозможности точного определения момента подключения нагрузок к шинам понижающего трансформатора и их отключения от шин понижающего трансформатора;- high values of transient currents when switching loads on and off due to the impossibility of accurately determining the moment when loads are connected to the buses of the step-down transformer and disconnected from the buses of the step-down transformer;

- невозможности контроля состояния выключателей, приводящей к одновременному включению выключателей разных фаз на однофазную нагрузку - возникновению междуфазного короткого замыкания.- the impossibility of monitoring the state of the switches, leading to the simultaneous inclusion of switches of different phases on a single-phase load - the occurrence of interphase short circuit.

Задачей заявляемого способа является повышение надежности работы понижающей трансформаторной подстанции 6(10)/0,4 кВ.The objective of the proposed method is to increase the reliability of the step-down transformer substation 6 (10) /0.4 kV.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении надежности работы понижающей подстанции за счет уменьшения максимального тока переходных процессов при включении и отключении нагрузок, а также в обеспечении защиты трансформатора 6(10)/0,4 кВ и полупроводниковых модулей от междуфазных коротких замыканий и увеличении сроков службы трансформатора и полупроводниковых элементов.The technical result achieved in the process of solving the problem is to increase the reliability of the lowering substation by reducing the maximum transient current when switching loads on and off, as well as to protect the transformer 6 (10) / 0.4 kV and semiconductor modules from phase to phase short circuits and increase the service life of the transformer and semiconductor elements.

Указанный технический результат достигается способом повышения надежности работы понижающей трансформаторной подстанции в распределительных сетях 6(10)/0,4 кВ, содержащих понижающий трансформатор 6(10)/0,4 кВ, трехфазные линии 0,4 кВ, связанные с шинами понижающего трансформатора и передающие электрическую энергию от понижающего трансформатора к однофазным нагрузкам, микроконтроллер, управляющий подключением однофазных нагрузок к шинам и их отключением от шин трансформатора понижающей трансформаторной подстанции, сигналы на который поступают с датчиков тока, установленных на кабелях, соединяющих однофазные нагрузки с шинами понижающего трансформатора и датчиков тока, установленных на шинах понижающего трансформатора, выключатели с приводами, установленные на стороне высокого напряжения понижающего трансформатора, заключающимся в снижении токов переходных процессов при включении и отключении нагрузок и недопущении междуфазного короткого замыкания, при этом в качестве устройств подключающих однофазные нагрузки к шинам и отключающих их от шин понижающего трансформатора используются полупроводниковые модули на IGBT-транзисторах, управление состоянием которых осуществляется микроконтроллером, причем момент времени для подачи импульса управления с микроконтроллера для отключения транзисторов полупроводниковых модулей на IGBT-транзисторах определяется из условия равенства нулю тока в отходящих кабелях нагрузок, момент времени для подачи импульса управления с микроконтроллера для включения транзисторов полупроводниковых модулей на IGBT-транзисторах определяется из условия равенства нулю тока на шинах понижающего трансформатора.The specified technical result is achieved by a method of increasing the reliability of a step-down transformer substation in distribution networks of 6 (10) / 0.4 kV, containing a step-down transformer of 6 (10) / 0.4 kV, three-phase lines of 0.4 kV connected to the buses of the step-down transformer and transmitting electrical energy from a step-down transformer to single-phase loads, a microcontroller that controls the connection of single-phase loads to the buses and their disconnection from the busbars of the transformer of the step-down transformer substation, the signals at which current switches installed on cables connecting single-phase loads to the step-down transformer buses and current sensors installed on the step-down transformer tires, actuators mounted on the high-voltage side of the step-down transformer, which reduce the transient currents when switching loads on and off, and prevention of interphase short circuit, while as devices connecting single-phase loads to the buses and disconnecting them from the buses lowering transformation semiconductor modules on IGBT transistors are used, the state of which is controlled by a microcontroller, and the time moment for applying a control pulse from a microcontroller to turn off transistors of semiconductor modules on IGBT transistors is determined from the condition that the current in the outgoing load cables is equal to zero, the time moment for supplying a control pulse from a microcontroller to turn on transistors of semiconductor modules on IGBT transistors is determined from the condition that the bus current is zero ah step-down transformer.

Способ реализуется следующим образом: на чертеже приведена схема включения понижающего трансформатора, между питающей линией 6(10) кВ и однофазными нагрузками, которая состоит из понижающего трансформатора 1, питающей трехфазной линии 2, однофазных нагрузок 3, подключенных к шинам понижающего трансформатора 4, посредством полупроводниковых модулей 7 на IGBT транзисторах, управляющихся микроконтроллером 6, на которые поступают сигналы с датчиков тока 5, установленных на отходящих кабелях, соединяющих нагрузки с шинами понижающего трансформатора и с датчиков тока 9, установленных на шинах понижающего трансформатора и подающих сигналы на аналоговые входы микроконтроллера, выключателей 8 с приводами, подсоединяющими трансформатор к трехфазной линии 6(10) кВ.The method is implemented as follows: the drawing shows a connection diagram of a step-down transformer between a supply line of 6 (10) kV and single-phase loads, which consists of a step-down transformer 1, a supply of a three-phase line 2, single-phase loads 3 connected to the buses of a step-down transformer 4, by means of semiconductor modules 7 on IGBT transistors controlled by a microcontroller 6, to which signals from current sensors 5 are installed, installed on the outgoing cables connecting the loads to the buses of the step-down transformer and with current sensors 9 installed on the buses of the step-down transformer and supplying signals to the analog inputs of the microcontroller, switches 8 with actuators connecting the transformer to a three-phase line of 6 (10) kV.

Необходимость переключения нагрузок с одной фазы на другую определяется сигналами с датчиков тока 5 и 9. Быстродействие переключения может быть обеспечено полупроводниковыми транзисторными модулями 7. При фиксировании значения нулевого тока датчиком тока 5 и необходимости переключения нагрузки микроконтроллер посылает управляющий импульс соответствующему транзисторному модулю.The need to switch loads from one phase to another is determined by signals from current sensors 5 and 9. The switching speed can be provided by semiconductor transistor modules 7. When the current sensor 5 fixes the value of zero current and the need to switch the load, the microcontroller sends a control pulse to the corresponding transistor module.

Происходит это следующим образом: датчик тока 5 фиксирует значение тока, равное нулю, и посылает аналоговый сигнал микроконтроллеру 6, микроконтроллер через свои аналоговые выходы, по прошествии времени задержки сигнала, равном периоду изменения тока, посылает управляющий сигнал на транзисторы модулей 7, которые отключают нагрузку от более загруженной фазы и затем подключают ее к менее загруженной фазе через время задержки сигнала, равное периоду изменения тока, при фиксировании датчиком тока 9 нулевого тока на шинах трансформатора. Положение всех транзисторов и выключателей схемы постоянно отслеживается микроконтроллером по приходящим на его аналоговые входы сигналам с датчиков тока 5. В ситуации неисправности одного из полупроводниковых модулей 7 микроконтроллер подает сигнал блокировки замыкания транзисторов модулей других фаз при неотключении транзистора модуля какой-либо фазы. При коротком замыкании на шинах понижающего трансформатора на аналоговые входы микроконтроллера поступает сигнал значения тока на шинах, микроконтроллер в случае превышения допустимого тока с выдержкой времени посылает сигнал на отключение трансформатора от трехфазной линии 6(10) кВ выключателям 8 через свои аналоговые выходы.This happens as follows: the current sensor 5 captures the current value equal to zero and sends an analog signal to the microcontroller 6, the microcontroller through its analog outputs, after a lag time equal to the current change period, sends a control signal to the transistors of modules 7, which disconnect the load from a more loaded phase and then connect it to a less loaded phase after a signal delay time equal to the current change period, when the current sensor 9 fixes zero current on the transformer buses. The position of all the transistors and circuit breakers is constantly monitored by the microcontroller by the signals received from the current sensors 5 in its analog inputs. In the event of a malfunction of one of the semiconductor modules 7, the microcontroller gives a lock signal to the transistors of the modules of the other phases when the transistor of a module of any phase does not turn off. In the event of a short circuit on the buses of the step-down transformer, the signal on the bus currents is fed to the analog inputs of the microcontroller, the microcontroller, in case of exceeding the permissible current with a time delay, sends a signal to disconnect the transformer from the three-phase 6 (10) kV line to switches 8 through its analog outputs.

Таким образом, достигается:Thus, it is achieved:

- снижение токов переходных процессов при включении и отключении нагрузок за счет использования модулей, содержащих IGBT-транзисторы и осуществления включения транзисторов в момент равенства нулю тока на шинах понижающего трансформатора и отключения в момент равенства нулю тока на отходящих кабелях, соединяющих нагрузки с шинами понижающего трансформатора;- reduction of transient currents when switching loads on and off by using modules containing IGBT transistors and turning on the transistors when the current on the buses of the step-down transformer is equal to zero and when the current on the outgoing cables connecting the loads to the buses of the step-down transformer is equal to zero;

- устранение междуфазного короткого замыкания за счет блокировки замыкания транзисторов модулей других фаз при включенном транзисторе модуля какой-либо фазы.- elimination of interphase short circuit due to blocking the short circuit of transistors of modules of other phases when the transistor of a module of any phase is turned on.

Claims (1)

Способ повышения надежности работы понижающей трансформаторной подстанции в распределительных сетях 6(10)/0,4 кВ, заключающийся в снижении токов переходных процессов при включении и отключении нагрузок и устранении междуфазного короткого замыкания в распределительных сетях 6(10)/0,4 кВ, содержащих понижающий трансформатор 6(10)/0,4 кВ, трехфазные линии 0,4 кВ, связанные с шинами понижающего трансформатора и передающие электрическую энергию от понижающего трансформатора к однофазным нагрузкам, микроконтроллер, управляющий подключением однофазных нагрузок к шинам и их отключением от шин трансформатора понижающей трансформаторной подстанции, сигналы на который поступают с датчиков тока, установленных на кабелях, соединяющих однофазные нагрузки с шинами понижающего трансформатора и датчиков тока, установленных на шинах понижающего трансформатора и на отходящих кабелях нагрузок, выключатели с приводами, установленные на стороне высокого напряжения понижающего трансформатора, отличающийся тем, что в качестве устройств, подключающих однофазные нагрузки к шинам и отключающих их от шин понижающего трансформатора, используются полупроводниковые модули на IGBT-транзисторах, управление коммутацией которых осуществляется микроконтроллером, причем момент времени для подачи импульса управления с микроконтроллера для отключения транзисторов полупроводниковых модулей на IGBT-транзисторах определяется из условия равенства нулю тока в отходящих кабелях нагрузок, момент времени для подачи импульса управления с микроконтроллера для включения транзисторов полупроводниковых модулей на IGBT-транзисторах определяется из условия равенства нулю тока на шинах понижающего трансформатора. A method for improving the reliability of a step-down transformer substation in 6 (10) / 0.4 kV distribution networks, which consists in reducing transient currents when switching loads on and off and eliminating interphase short circuit in 6 (10) / 0.4 kV distribution networks containing step-down transformer 6 (10) / 0.4 kV, three-phase 0.4 kV lines connected to the buses of the step-down transformer and transmitting electrical energy from the step-down transformer to single-phase loads, a microcontroller that controls the connection of single-phase loads to the buses and disconnecting them from the busbars of the transformer of the step-down transformer substation, the signals to which come from current sensors installed on cables connecting single-phase loads to the buses of the step-down transformer and current sensors installed on the buses of the step-down transformer and on the outgoing load cables, circuit breakers with drives mounted on the high voltage side of the step-down transformer, characterized in that as devices connecting single-phase loads to the buses and disconnecting and from the buses of the step-down transformer, semiconductor modules based on IGBT transistors are used, the switching of which is controlled by a microcontroller, and the time moment for supplying a control pulse from a microcontroller to disconnect transistors of semiconductor modules on IGBT transistors is determined from the condition that the current in the outgoing load cables is equal to zero, time for supplying a control pulse from a microcontroller to turn on transistors of semiconductor modules on IGBT transistors is determined from the condition that the current on the tires of the step-down transformer is equal to zero.
RU2010139826/07A 2010-09-28 2010-09-28 METHOD TO INCREASE RELIABILITY OF STEP-DOWN TRANSFORMER SUBSTATION OPERATION IN DISTRIBUTION GRIDS 6( 10 )/0,4 kV RU2432658C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139826/07A RU2432658C1 (en) 2010-09-28 2010-09-28 METHOD TO INCREASE RELIABILITY OF STEP-DOWN TRANSFORMER SUBSTATION OPERATION IN DISTRIBUTION GRIDS 6( 10 )/0,4 kV

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139826/07A RU2432658C1 (en) 2010-09-28 2010-09-28 METHOD TO INCREASE RELIABILITY OF STEP-DOWN TRANSFORMER SUBSTATION OPERATION IN DISTRIBUTION GRIDS 6( 10 )/0,4 kV

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2432658C1 true RU2432658C1 (en) 2011-10-27

Family

ID=44998208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010139826/07A RU2432658C1 (en) 2010-09-28 2010-09-28 METHOD TO INCREASE RELIABILITY OF STEP-DOWN TRANSFORMER SUBSTATION OPERATION IN DISTRIBUTION GRIDS 6( 10 )/0,4 kV

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2432658C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734585C1 (en) * 2019-12-11 2020-10-20 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Method of determining 0_4 kv distribution network parameters

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734585C1 (en) * 2019-12-11 2020-10-20 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Method of determining 0_4 kv distribution network parameters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11322926B2 (en) Hybrid DC circuit breaker
CA2874029C (en) Method of fault clearance
US11355957B2 (en) Isolated parallel UPS system with choke bypass switch
KR101681033B1 (en) Battery energy storage system with short circuit protection, and method
US10284008B2 (en) Isolated parallel ups system with fault location detection
US10700514B2 (en) DC electrical network
WO2013079937A2 (en) Power converter
RU2617998C2 (en) Synchronous machine feed circuit, continuous current system with such feed circuit and method of such feed circuit control
US20160344232A1 (en) Uninterruptable power supply system with fault clear capability
CN112514192A (en) AC/DC converter
US11909203B2 (en) DC power distribution architecture and method applicable to data centers
RU2577031C1 (en) Direct current power source for power unit
CN203722250U (en) Photovoltaic device
CN109768548B (en) Automatic selection method for phase selection control strategy of circuit breaker in 3/2 connection mode
RU2432658C1 (en) METHOD TO INCREASE RELIABILITY OF STEP-DOWN TRANSFORMER SUBSTATION OPERATION IN DISTRIBUTION GRIDS 6( 10 )/0,4 kV
CN111164876A (en) Multi-stage converter
RU2468486C2 (en) High-voltage direct current transfer device
CN114726228A (en) Solid-state transformer and power supply equipment
RU2432657C1 (en) Method to increase reliability of power supply system operation
CN107896102B (en) Hybrid switch with main channel connected with solid-state switch in series
RU2333583C1 (en) Method of checking break failure
RU2399136C1 (en) Method for disconnection of short circuit in high-voltage ac circuit
RU2351050C1 (en) Device of shunt compensation for power transmission line
RU2534036C1 (en) Automatic transfer switch
RU103249U1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC START-UP

Legal Events

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

Effective date: 20140929