RU2446534C1 - Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband - Google Patents

Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband Download PDF

Info

Publication number
RU2446534C1
RU2446534C1 RU2011117118/07A RU2011117118A RU2446534C1 RU 2446534 C1 RU2446534 C1 RU 2446534C1 RU 2011117118/07 A RU2011117118/07 A RU 2011117118/07A RU 2011117118 A RU2011117118 A RU 2011117118A RU 2446534 C1 RU2446534 C1 RU 2446534C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical path
current
protection unit
protection
short circuits
Prior art date
Application number
RU2011117118/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Григорьевич Шульгинов (RU)
Николай Григорьевич Шульгинов
Андрей Васильевич Жуков (RU)
Андрей Васильевич Жуков
Виктор Станиславович Воробьев (RU)
Виктор Станиславович Воробьев
Борис Константинович Максимов (RU)
Борис Константинович Максимов
Ян Леонардович Арцишевский (RU)
Ян Леонардович Арцишевский
Антон Игоревич Расщепляев (RU)
Антон Игоревич Расщепляев
Андрей Сергеевич Кузин (RU)
Андрей Сергеевич Кузин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (ОАО "СО ЕЭС")
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 Открытое акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (ОАО "СО ЕЭС") filed Critical Открытое акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (ОАО "СО ЕЭС")
Priority to RU2011117118/07A priority Critical patent/RU2446534C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2446534C1 publication Critical patent/RU2446534C1/en

Links

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: device ground potential comprises local and central modules for every phase of each protected section. Local module incorporates polarised light source fitted on one side of optical path, current differential protection unit and arc protection unit fitted on the opposite side of optical path, and command and lock signal generator. Input of the latter is connected to outputs of current differential protection unit and arc protection unit. Central module inputs are connected to local module outputs in all sections of deadband in exposed switchgear units, while its outputs are connected to disabling circuits of appropriate switches, interlocking of appropriate fast-response protection of appropriate adjacent components and starting of switch fault redundancy device. High- or superhigh-voltage potential is furnished with two Faraday elements connected at the beginning and end of protected section to allow turning of light unlike-sign polarisation planes in optical path, at one-way current.
EFFECT: expanded operating performances.
8 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к релейной защите (РЗ) «мертвых зон» (МЗ) (РЗ МЗ) между трансформаторами тока (ТТ) и выключателями в открытых распределительных устройствах (ОРУ) электростанций и подстанций с отходящими высоковольтными линиями (ВЛ) электропередачи высокого (110, 220, 500 кВ) и сверхвысокого (750 кВ) напряжения (ВН и СВН).The invention relates to relay protection (RE) of the "dead zones" (MOH) (MH) between current transformers (CTs) and switches in open switchgears (outdoor switchgear) of power plants and substations with outgoing high-voltage lines (VL) of high power transmission (110, 220 , 500 kV) and ultrahigh (750 kV) voltage (VN and VVN).

Наличие МЗ в ОРУ энергообъектов - электростанций и подстанций обусловлено разнесением (на длину МЗ) мест установки выключателей и ТТ. При возникновении короткого замыкания (КЗ) в этой МЗ действует не селективно быстродействующая защита смежного неповрежденного элемента (находящегося от МЗ за выключателем), однако после отключения выключателя(ей) этого не селективно отключенного элемента протекание токов КЗ через ТТ продолжается и действует устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ), теперь уже селективно, отключая КЗ в МЗ и соответствующее поврежденное присоединение. Действие УРОВ по времени следует за интервалом действия быстродействующей защиты. Такой алгоритм отключения КЗ в МЗ характеризуется существенными недостатками.The presence of a switchgear in the switchgear of power facilities - power plants and substations is due to the spacing (to the length of the switchgear) of the installation sites of circuit breakers and current transformers. In the event of a short circuit (short circuit) in this MV, the non-selectively fast protection of the adjacent intact element (located from the MV behind the circuit breaker) is active, however, after the circuit breaker (s) of this non-selectively disconnected element, the flow of short-circuit currents through the CT continues and the circuit breaker failure backup device is active (UROV), now selectively, disconnecting the short circuit in the MOH and the corresponding damaged connection. The action of the CBD in time follows the interval of action of the high-speed protection. Such an algorithm for disabling short circuit in the MOH is characterized by significant disadvantages.

Во-первых, реализация допущенного неселективного отключения элемента (ВЛ, автотрансформатора, блоков или участка шин) на первом такте двухтактного каскадного отключения КЗ в МЗ в условиях абсолютной правильности и безотказности действия релейной защиты и автоматики (РЗА) и выключателей на энергообъекте снижает надежность и устойчивость работы энергоблоков. Во-вторых, имеет место замедление в ликвидации КЗ на ОРУ энергообъекта, обусловленное последовательным, двухтактным (каскадным) действием двух систем РЗА - РЗ и потом УРОВ по факту «мнимого» отказа выключателя с прилегающей МЗ и двух групп выключателей в каждом такте отключения с возможным реальным отказом выключателей в каждом такте. В перспективе, по мере ввода новых блоков на энергообъекте, допустимая длительность отключения КЗ на ОРУ будет снижаться и требование быстродействия может оказаться невыполнимым.Firstly, the implementation of the allowed non-selective disconnection of an element (overhead line, autotransformer, blocks or section of tires) at the first cycle of a push-pull cascade disconnection of a short circuit in the MZ under conditions of absolute correctness and failure-free operation of relay protection and automation (RPA) and switches at an energy facility reduces reliability and stability work of power units. Secondly, there is a slowdown in the elimination of faults at the outdoor switchgear of an energy facility, due to the sequential, push-pull (cascade) action of two relay protection and automation systems — and then the residual current circuit breaker due to the “imaginary” failure of the circuit breaker with adjacent MV and two groups of circuit breakers in each disconnection cycle with possible real failure of switches in each cycle. In the future, as new units are introduced at the power plant, the permissible short-circuit time at the outdoor switchgear will decrease and the speed requirement may not be feasible.

С учетом изложенного актуальным является техническое решение, позволяющее не только ликвидировать КЗ в МЗ без нарушения динамической устойчивости энергоблоков электрических станций, но и обеспечивающее отказ от допущенных в настоящее время неселективных отключений с соответствующим увеличением быстродействия за счет перехода от двухтактного (каскадного) действия РЗА на однотактное с опережающей блокировкой неселективно запустившихся быстродействующих защит смежных элементов. Такое осуществление РЗ МЗ возможно только при замене и модернизации отдельных элементов высоковольтного оборудования энергообъекта и, в частности, при использовании в РЗ ТТ нетрадиционной конструкции.In view of the foregoing, a technical solution is available that allows not only eliminating faults in the MOH without violating the dynamic stability of power units of power plants, but also ensuring the rejection of currently unselective shutdowns with a corresponding increase in speed due to the transition from a push-pull (cascade) action of relay protection to single-stroke with advanced blocking of non-selectively triggered high-speed protection of adjacent elements. Such an implementation of RE MZ is possible only when replacing and modernizing individual elements of high-voltage equipment of an energy facility, and, in particular, when using an unconventional design in a RE TT.

Известны технические решения по реализации РЗ от КЗ на участках электропередачи с использованием включенных по дифференциальной схеме исполнительных элементов с оптико-электронными ТТ на основе элементов Фарадея, обеспечивающих преобразование угла поворота плоскости поляризации света под действием магнитного поля тока и формирование сигнала на отключение поврежденного участка при резком изменении результирующего угла поворота плоскости поляризации света в оптическом тракте (JP 60236073 A, G01R 31/08, 22.11.1985; JP 60013262 A, G01R 15/24, 23.01.1985; JP 60236073 A, G01R 31/08, 22.11.1985; EP 0452218 A2, G01R 31/08, 16.10.1991; DE 19630989 A1, G01R 15/24, 05.02.1998 - прототип).Known technical solutions for the implementation of RE from short-circuit in power transmission areas using actuators included in the differential circuit with optoelectronic current transformers based on Faraday elements that convert the angle of rotation of the plane of polarization of light under the influence of the magnetic field of the current and generate a signal to turn off the damaged section when abrupt changing the resulting angle of rotation of the plane of polarization of light in the optical path (JP 60236073 A, G01R 31/08, 11/22/1985; JP 60013262 A, G01R 15/24, 01/23/1985; JP 60236073 A, G01R 31/0 8, 11/22/1985; EP 0452218 A2, G01R 31/08, 10/16/1991; DE 19630989 A1, G01R 15/24, 02/05/1998 - prototype).

Однако известные устройства РЗ не осуществляют блокировку защит смежных элементов и запуск УРОВ и не обеспечивают дуговую защиту в пределах МЗ.However, the known RP devices do not block the protection of adjacent elements and start the CBD and do not provide arc protection within the MV.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для защиты от КЗ в МЗ ОРУ энергообъектов с техническим результатом, выражающимся в предотвращении неселективного отключения неповрежденного смежного элемента и снижении времени ликвидации КЗ в МЗ (с сохранением динамической устойчивости энергоблоков электрических станций).The objective of the invention is to expand the functionality of the device for protection against short circuit in the MOH outdoor switchgear of energy objects with the technical result, which is expressed in preventing non-selective disconnection of the intact adjacent element and reducing the time of elimination of short circuit in the MOH (while maintaining the dynamic stability of power units of power plants).

Поставленная задача решается заявленным устройством для защиты от КЗ на участках электропередачи высокого или сверхвысокого напряжения, преимущественно в МЗ ОРУ энергообъектов между ТТ и выключателями, содержащим для каждой фазы каждого защищаемого участка на потенциале земли локальный модуль, в состав которого входят источник поляризованного света, установленный с одной стороны оптического тракта, блок токовой дифзащиты и блок дуговой защиты, установленные с другой стороны оптического тракта, и блок формирования команд и блокирующих сигналов, вход которого подключен к выходам блока токовой дифзащиты и блока дуговой защиты, центральный модуль, входы которого подключены к выходам локальных модулей всех участков МЗ на ОРУ энергообъекта, а выходы - к цепям отключения соответствующих выключателей, блокировки соответствующих быстродействующих защит соответствующих смежных элементов и запуска УРОВ, на потенциале высокого или сверхвысокого напряжения - два элемента Фарадея, включенные в начале и конце защищаемого участка электропередачи с возможностью при однонаправленном токе поворота плоскости поляризации света в оптическом тракте с противоположными знаками, при этом блок токовой дифзащиты выполнен с возможностью преобразования результирующего угла поворота плоскости поляризации в значение электрического напряжения, его аналого-цифрового преобразования и сравнения с уставкой по току, блок дуговой защиты выполнен с возможностью контроля затухания потока света в световом тракте и фиксирования факта повреждения светового тракта электрической дугой в пределах МЗ при увеличении затухания до 10 дБ и соответствующем снижении уровня принимаемого сигнала.The problem is solved by the claimed device for protection against short-circuit at high-voltage or extra-high-voltage power transmission sections, mainly in the MV of the switchgear of power facilities between CTs and circuit breakers, containing for each phase of each protected section on the ground potential a local module, which includes a polarized light source installed with one side of the optical path, the current differential protection unit and the arc protection unit installed on the other side of the optical path, and the command generation unit and blocking x signals, the input of which is connected to the outputs of the current differential protection block and the arc protection block, the central module, the inputs of which are connected to the outputs of the local modules of all sections of the MOH at the outdoor switchgear of the power facility, and the outputs are connected to the tripping circuits of the corresponding circuit breakers, blocking the corresponding high-speed protections of the corresponding adjacent elements and triggering UROV, at the potential of high or ultra-high voltage - two Faraday elements included at the beginning and end of the protected transmission section with the possibility of unidirectional the current of rotation of the plane of polarization of light in the optical path with opposite signs, while the current differential protection unit is configured to convert the resulting angle of rotation of the plane of polarization into a voltage value, its analog-to-digital conversion and comparison with the current setting, the arc protection unit is configured to control the attenuation of the light flux in the light path and record the fact of damage to the light path by the electric arc within the MV with an increase in attenuation to 10 dB and a corresponding decrease in the level of the received signal.

Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки изобретения.Partial essential features of the invention contribute to the solution of the problem.

При наличии для выключателя защищаемого участка электрических проводников, обеспечивающих в пределах МЗ стационарное или переносное подключение заземления к заземляющему контуру энергообъекта, в соответствующий локальный модуль может быть введен блок токовой защиты, подключенный входом к вторичной цепи ТТ заземляющего проводника, а выходом - к дополнительному входу блока формирования команд и блокирующих сигналов.If the circuit breaker has a protected section of electrical conductors that provide stationary or portable grounding to the ground loop of the power facility within the MV, a current protection unit connected to the secondary circuit of the CT of the grounding conductor can be inserted into the corresponding local module, and the output to the auxiliary input of the unit formation of commands and blocking signals.

Каждый элемент Фарадея может быть выполнен в виде фарадеевского вращателя, намотанного на конструкцию токопровода и механически защищенного немагнитным контейнером.Each Faraday element can be made in the form of a Faraday rotator wound around a current lead structure and mechanically protected by a non-magnetic container.

Каждый элемент Фарадея может быть выполнен в виде оптической вставки с калиброванными размерами и параметрами оптической части, при этом посадочные размеры соответствуют используемым на ОРУ ТТ и выключателям.Each Faraday element can be made in the form of an optical insert with calibrated dimensions and parameters of the optical part, while the landing dimensions correspond to those used on the switchgear TT and switches.

Высоковольтная часть оптического тракта может быть механически защищена с помощью конструкции в форме трубы с обеспечением электродинамической и термической стойкости.The high-voltage part of the optical path can be mechanically protected by means of a pipe-shaped structure with electrodynamic and thermal stability.

Высоковольтная часть оптического тракта может быть выполнена в форме полимерного малогабаритного изделия со встроенным оптическим волокном, защищенным от проникновения влаги.The high-voltage part of the optical path can be made in the form of a polymer small-sized product with an integrated optical fiber, protected from moisture.

Высоковольтная часть оптического тракта может быть пристроена к ТТ или выключателю.The high-voltage part of the optical path can be attached to the CT or switch.

Высоковольтная часть оптического тракта может быть выполнена подвесной в пределах «мертвой зоны».The high-voltage part of the optical path can be made suspended within the "dead zone".

На чертеже представлена функциональная схема заявленного устройства.The drawing shows a functional diagram of the claimed device.

МЗ образована участком ошиновки 1 на ОРУ СВН между … (ТА) 2 и выключателем 3, который может быть оснащен, например, заземляющим ножом 4 в пределах МЗ. Локальный модуль 5 РЗ МЗ подключен к ТТ 6 в цепи заземления заземляющего ножа.The MOH is formed by the busbar section 1 on the SVN switchgear between ... (TA) 2 and the switch 3, which can be equipped, for example, with an earthing knife 4 within the MOH. The local module 5 РЗ МЗ is connected to ТТ 6 in the ground circuit of the grounding knife.

В локальном модуле 5 имеется источник 7 поляризованного света, излучение которого по оптической жиле подается через высоковольтный световод 8 на первый фарадеевский вращатель 9 плоскости поляризации, а затем через оптический тракт 10 ко второму дифференциально включенному фарадеевскому вращателю 11 плоскости поляризации. Поляризованный световой поток после прохождения фарадеевских вращателей 9 и 11 с результирующим углом поворота плоскости поляризации направляется через высоковольтный световод 8 к оптическому входу локального модуля 5. В локальном модуле 5 осуществляется обработка оптического сигнала по двум алгоритмам.In the local module 5, there is a polarized light source 7, the radiation of which is fed through an optical core through a high-voltage fiber 8 to the first Faraday rotator 9 of the polarization plane, and then through the optical path 10 to the second differentially switched Faraday rotator 11 of the polarization plane. After passing through the Faraday rotators 9 and 11 with the resulting angle of rotation of the plane of polarization, the polarized light flux is directed through the high-voltage fiber 8 to the optical input of the local module 5. In the local module 5, the optical signal is processed according to two algorithms.

В блоке 12 токовой дифзащиты осуществляется преобразование результирующего угла поворота плоскости поляризации в значение электрического напряжения, его аналого-цифровое преобразование в цифровые коды и сравнение с уставкой. Результаты сравнений последовательностей цифровых кодов с уставкой в форме двоичных логических сигналов обрабатываются блоком 13 формирования команд и блокирующих сигналов.In block 12 of the current differential protection, the resulting angle of rotation of the plane of polarization is converted to a voltage value, its analog-to-digital conversion to digital codes and comparison with the setting. The results of comparisons of sequences of digital codes with a setting in the form of binary logic signals are processed by block 13 of the formation of commands and blocking signals.

В блоке 14 дуговой защиты осуществляется контроль затухания светового тракта РЗ МЗ. При резком снижении уровня принимаемого сигнала из-за увеличения затухания до 10 дБ фиксируется факт повреждения оптического тракта 10 электрической дугой в пределах МЗ. Сигнал о срабатывании блока 14 дуговой защиты также подается в блок 13 формирования команд и блокирующих сигналов.In block 14 of the arc protection control the attenuation of the light path of the RE MZ. With a sharp decrease in the level of the received signal due to an increase in attenuation to 10 dB, the fact of damage to the optical path 10 by the electric arc within the MZ is recorded. The signal about the operation of the block 14 arc protection is also supplied to the block 13 of the formation of commands and blocking signals.

Блок 13 формирования выходных команд и блокирующих сигналов связан с центральным модулем 15 по оптической сети 16. Центральный модуль 15 принимает сигналы команд и блокирующих сигналов от локальных модулей 5 всех участков МЗ на ОРУ энергообъекта и передает их на отключение соответствующих выключателей, блокировку соответствующих быстродействующих защит соответствующих смежных элементов и запуск УРОВ.Block 13 of the formation of the output commands and blocking signals is connected to the central module 15 through the optical network 16. The central module 15 receives signals of commands and blocking signals from the local modules 5 of all sections of the MOH to the outdoor switchgear of the power facility and transfers them to disconnect the corresponding circuit breakers, block the corresponding high-speed protections of the corresponding contiguous elements and the launch of the SLD.

При наличии для выключателя 3 заземляющего ножа 4 или любых электрических проводников, обеспечивающих в пределах МЗ стационарное или переносное подключение заземления к заземляющему контуру энергообъекта, в локальный модуль 5 введен блок 17 токовой защиты, подключенный входом к вторичной цепи ТТ заземляющего проводника, а выходом - к дополнительному входу блока 13 формирования команд и блокирующих сигналов.If there is an earthing knife 4 for the switch 3 or any electrical conductors that provide stationary or portable grounding to the earthing circuit of the power facility within the MV, a current protection unit 17 is connected to the local module 5, connected by an input to the secondary circuit of the CT of the earthing conductor, and the output to an additional input of the block 13 of the formation of commands and blocking signals.

При обнаружении протекания тока по заземляющему проводнику (например, когда оперативным или ремонтным персоналом энергообъекта вследствие забывчивости не снято переносное заземление по окончании ремонта на ОРУ) возникает необходимость без выдержки времени отключать выключатель, от которого происходит опробование рабочим напряжением. Протекание тока во вторичной цепи ТТ этого заземляющего проводника однозначно говорит о том, что заземляющий проводник не отключили. Так как в случае опробования все выключатели секции шин/ошиновки должны быть отключены, то выходная команда на отключение может идти на все эти выключатели.If a current flow is detected through the grounding conductor (for example, when the portable or grounding equipment was not removed by the operating or repair personnel of the power facility after the repair was completed at the outdoor switchgear), it becomes necessary to disconnect the circuit breaker from which it is tested by operating voltage without delay. The current flow in the secondary circuit of the CT of this grounding conductor clearly indicates that the grounding conductor has not been disconnected. Since in case of testing all the switches of the bus / bus section must be disconnected, the output trip command can go to all these switches.

Таким образом, ТТ заземляющего элемента (заземляющих элементов - в зависимости от однофазной или трехфазной конфигурации) подключается к отдельному блоку 17 токовой защиты в локальном модуле 5, но выходные цепи могут быть общими с блоком токовой дифзащиты 12 и блоком 14 дуговой защиты.Thus, the CT of the grounding element (grounding elements, depending on the single-phase or three-phase configuration) is connected to a separate current protection unit 17 in the local module 5, but the output circuits can be shared with the current differential protection unit 12 and the arc protection unit 14.

Для обеспечения точной и надежной работы заявленного устройства требуется строгое равенство характеристик фарадеевских вращателей 9 и 11 в оптическом тракте РЗ МЗ, так как их даже небольшое различие приводит к появлению сигнала небаланса, который ограничивает чувствительность РЗ МЗ. Представляется, что фарадеевские вращатели 9 и 11 могут быть намотаны на конструкцию токопровода и механически защищены немагнитным контейнером, без перемонтажа первичных цепей.To ensure accurate and reliable operation of the claimed device, strict equality of the characteristics of the Faraday rotators 9 and 11 in the optical path of the RE MZ is required, since even a slight difference leads to the appearance of an unbalance signal that limits the sensitivity of the RE MZ. It seems that the Faraday rotators 9 and 11 can be wound on the current lead structure and mechanically protected by a non-magnetic container, without remounting the primary circuits.

Возможен и вариант оптической вставки с калиброванными размерами и параметрами оптической части. При этом посадочные размеры должны соответствовать уже используемым на ОРУ ТТ и выключателям ВН или СВН.A variant of the optical insert with calibrated dimensions and parameters of the optical part is also possible. At the same time, the landing dimensions must correspond to those already used on the switchgear TT and HV or SVN switches.

Часть оптического тракта 10 должна быть механически защищена с помощью конструкции в форме трубы с обеспечением электродинамической и термической стойкости (например, неметаллическая конструкция).Part of the optical path 10 must be mechanically protected using a pipe-shaped structure with electrodynamic and thermal resistance (for example, non-metallic structure).

Конструкция фарадеевских вращателей 9 и 11 плоскости поляризации должна определять размеры защищаемой зоны с точностью до 10 см для обеспечения селективности РЗ МЗ.The design of the Faraday rotators 9 and 11 of the plane of polarization should determine the size of the protected zone with an accuracy of 10 cm to ensure the selectivity of the RE MZ.

Высоковольтная часть 8 оптического тракта 10 может быть выполнена в форме полимерного, достаточно легкого и малогабаритного изделия со встроенным (вклеенным) оптическим волокном и хорошо защищенным от проникновения влаги.The high-voltage part 8 of the optical path 10 can be made in the form of a polymer, rather light and small-sized product with an integrated (glued) optical fiber and is well protected from moisture.

Высоковольтная часть 8 оптического тракта 10 может быть пристроена к ТТ или выключателю, а также может быть подвесной в пределах МЗ.The high-voltage part 8 of the optical path 10 can be attached to the CT or circuit breaker, and can also be suspended within the MOH.

Выбор значений уставок микропроцессорных узлов 12, 14 и 17 устройства осуществляется при сопоставлении принятых значений коэффициентов отстроенности по электрическим величинам от режимов КЗ вне зоны и режимов без КЗ с получающимися значениями коэффициентов чувствительности при КЗ в зоне действия защиты.The setting values of the microprocessor units 12, 14 and 17 of the device are selected by comparing the accepted values of the detuning coefficients for electrical quantities from short-circuit modes outside the zone and modes without short-circuit with the resulting values of sensitivity coefficients for short-circuit in the protection zone.

Основное назначение заявленной РЗ МЗ - селективное отключение поврежденного элемента достигается независимым действием на отключение выключателей поврежденного элемента. Условием реализации основного назначения РЗ МЗ является работоспособность, чувствительность и быстродействие на уровне 3-5 мс. При этом время срабатывания и время возврата выходного (статического) реле РЗ МЗ составляет 1-2 мс.The main purpose of the declared RZ MZ - selective disconnection of a damaged element is achieved by an independent action on the disconnection of the breakers of a damaged element. The prerequisite for the implementation of the main purpose of the RE MZ is operability, sensitivity and speed at the level of 3-5 ms. In this case, the response time and the return time of the output (static) relay of the relay protection switch are 1-2 ms.

Важным дополнительным назначением РЗ МЗ является предотвращение возможного неселективного отключения неповрежденного смежного элемента при действии штатного комплекта РЗА. Эта дополнительная функция реализуется в форме опережающей кратковременной блокировки выходной команды быстродействующей РЗ смежного элемента. Длительность блокирующего сигнала РЗ МЗ регулируется в пределах от 10 до 200 мс.An important additional purpose of the relay protection system is the prevention of possible non-selective disconnection of an intact adjacent element under the action of a standard relay protection kit. This additional function is implemented in the form of leading short-term blocking of the output command of the high-speed relay of an adjacent element. The duration of the blocking signal of the RE MZ is adjustable from 10 to 200 ms.

При отказе выключателей присоединения, отключаемого командами РЗ МЗ, должен осуществляться пуск УРОВ этих выключателей. Для дополнительного резервирования осуществляется принудительное прекращение подачи блокирующего сигнала от РЗ МЗ при выполнении заданных временных соотношений, в частности по истечении времени, достаточного для отключения выключателей поврежденного присоединения, плюс время возврата неселективно запустившихся быстродействующих защит смежного присоединения.In case of failure of the connection switches, which are switched off by the commands of the relay protection devices, they must start the CBR of these switches. For additional redundancy, a blocking signal is forcedly stopped from the RE MZ when the specified time relationships are fulfilled, in particular, after a sufficient time has passed for the breakers of the damaged connection to open, plus the return time of the non-selectively started high-speed protection of the adjacent connection.

Таким образом, заявленное устройство имеет высокое быстродействие (около 5 миллисекунд), обладает абсолютной селективностью и высокой чувствительностью. При этом обеспечивается техническая возможность интеграции заявленной РЗ МЗ в существующую систему РЗА.Thus, the claimed device has a high speed (about 5 milliseconds), has absolute selectivity and high sensitivity. At the same time, it provides the technical feasibility of integrating the declared RE of the MOH into the existing relay protection system.

Claims (8)

1. Устройство для защиты от коротких замыканий на участках электропередачи высокого или сверхвысокого напряжения, преимущественно в «мертвой зоне» открытых распределительных устройств энергообъектов между трансформаторами тока и выключателями, содержащее для каждой фазы каждого защищаемого участка на потенциале земли локальный модуль, в состав которого входят источник поляризованного света, установленный с одной стороны оптического тракта, блок токовой дифзащиты и блок дуговой защиты, установленные с другой стороны оптического тракта, и блок формирования команд и блокирующих сигналов, вход которого подключен к выходам блока токовой дифзащиты и блока дуговой защиты, центральный модуль защиты, входы которого подключены к выходам локальных модулей всех участков «мертвой зоны» на открытых распределительных устройствах энергообъекта, а выходы - к цепям отключения соответствующих выключателей, блокировки соответствующих быстродействующих защит соответствующих смежных элементов и запуска устройства резервирования отказа выключателей, на потенциале высокого или сверхвысокого напряжения два элемента Фарадея, включенные в начале и конце защищаемого участка электропередачи с возможностью при однонаправленном токе поворота плоскости поляризации света в оптическом тракте с противоположными знаками, при этом блок токовой дифзащиты выполнен с возможностью преобразования результирующего угла поворота плоскости поляризации в значение электрического напряжения, его аналого-цифрового преобразования и сравнения с уставкой по току, блок дуговой защиты выполнен с возможностью контроля затухания потока света в световом тракте и фиксирования факта повреждения светового тракта электрической дугой в пределах «мертвой зоны» при увеличении затухания до 10 дБ и соответствующем снижении уровня принимаемого сигнала.1. Device for protection against short circuits in the transmission areas of high or extra-high voltage, mainly in the "dead zone" of open switchgear of power facilities between current transformers and circuit breakers, containing for each phase of each protected area on the ground potential a local module, which includes a source polarized light mounted on one side of the optical path, current differential protection unit and arc protection unit installed on the other side of the optical path kta, and a unit for generating commands and blocking signals, the input of which is connected to the outputs of the current differential protection unit and the arc protection unit, a central protection module, the inputs of which are connected to the outputs of the local modules of all sections of the "dead zone" on the open switchgear of the power facility, and the outputs to tripping circuits of the corresponding circuit breakers, blocking of the corresponding high-speed protections of the corresponding adjacent elements and starting the circuit breaker failure backup device, at high or two high-voltage Faraday elements connected at the beginning and end of the protected transmission section with the possibility of unidirectional rotation of the plane of polarization of light in the optical path with opposite signs, while the current differential protection unit is configured to convert the resulting angle of rotation of the plane of polarization into a value of electrical voltage, analog-to-digital conversion and comparison with the current setting, the arc protection unit is configured to control the attenuation of the stream light in the light path and fixing the fact of damage to the light path by the electric arc within the "dead zone" with an increase in attenuation to 10 dB and a corresponding decrease in the level of the received signal. 2. Устройство для защиты от коротких замыканий по п.1, отличающееся тем, что при наличии для выключателя защищаемого участка электрических проводников, обеспечивающих в пределах «мертвой зоны» стационарное или переносное подключение заземления к заземляющему контуру энергообъекта, в соответствующий локальный модуль введен блок токовой защиты, подключенный входом к вторичной цепи трансформатора тока заземляющего проводника, а выходом - к дополнительному входу блока формирования команд и блокирующих сигналов.2. The device for protection against short circuits according to claim 1, characterized in that if there is a protected section of electrical conductors for the circuit breaker that provide stationary or portable grounding to the ground loop of the power facility within the "dead zone", a current block is inserted into the corresponding local module protection connected to the input to the secondary circuit of the current transformer of the grounding conductor, and the output to the additional input of the unit for the formation of commands and blocking signals. 3. Устройство для защиты от коротких замыканий по п.1, отличающееся тем, что каждый элемент Фарадея выполнен в виде фарадеевского вращателя, намотанного на конструкцию токопровода и механически защищенного немагнитным контейнером.3. The device for protection against short circuits according to claim 1, characterized in that each Faraday element is made in the form of a Faraday rotator wound on a current lead structure and mechanically protected by a non-magnetic container. 4. Устройство для защиты от коротких замыканий по п.1, отличающееся тем, что каждый элемент Фарадея выполнен в виде оптической вставки с калиброванными размерами и параметрами оптической части, при этом посадочные размеры соответствуют используемым на открытом распределительном устройстве трансформаторам тока и выключателям.4. The device for protection against short circuits according to claim 1, characterized in that each Faraday element is made in the form of an optical insert with calibrated dimensions and parameters of the optical part, while the landing dimensions correspond to the current transformers and switches used on the open switchgear. 5. Устройство для защиты от коротких замыканий по п.1, отличающееся тем, что высоковольтная часть оптического тракта механически защищена с помощью конструкции в форме трубы с обеспечением электродинамической и термической стойкости.5. The device for protection against short circuits according to claim 1, characterized in that the high-voltage part of the optical path is mechanically protected by means of a pipe-shaped structure with ensuring electrodynamic and thermal stability. 6. Устройство для защиты от коротких замыканий по п.1, отличающееся тем, что высоковольтная часть оптического тракта выполнена в форме полимерного малогабаритного изделия со встроенным оптическим волокном, защищенным от проникновения влаги.6. The device for protection against short circuits according to claim 1, characterized in that the high-voltage part of the optical path is made in the form of a polymer small-sized product with an integrated optical fiber that is protected from moisture. 7. Устройство для защиты от коротких замыканий по п.1, отличающееся тем, что высоковольтная часть оптического тракта пристроена к трансформатору тока или выключателю.7. The device for protection against short circuits according to claim 1, characterized in that the high-voltage part of the optical path is attached to the current transformer or switch. 8. Устройство для защиты от коротких замыканий по п.1, отличающееся тем, что высоковольтная часть оптического тракта выполнена подвесной в пределах «мертвой зоны». 8. The device for protection against short circuits according to claim 1, characterized in that the high-voltage part of the optical path is suspended within the "dead zone".
RU2011117118/07A 2011-05-04 2011-05-04 Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband RU2446534C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117118/07A RU2446534C1 (en) 2011-05-04 2011-05-04 Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117118/07A RU2446534C1 (en) 2011-05-04 2011-05-04 Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2446534C1 true RU2446534C1 (en) 2012-03-27

Family

ID=46031007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011117118/07A RU2446534C1 (en) 2011-05-04 2011-05-04 Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2446534C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2508585C1 (en) * 2012-11-08 2014-02-27 Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" Protection device against short circuits in dead zone of open distributing devices of electric power engineering sites of high or ultrahigh voltage - in sections between current transformers and switches

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0452218A2 (en) * 1990-04-13 1991-10-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha An apparatus for detecting failure in power system
DE19630989A1 (en) * 1996-07-31 1998-02-05 Siemens Ag Optical differential protection arrangement e.g. for HV power distribution equipment
RU2168826C1 (en) * 2000-07-03 2001-06-10 Научно-исследовательский институт импульсной техники Arc-protection device for disconnecting metalclad switchgear cubicle
RU2187871C2 (en) * 2000-07-31 2002-08-20 Нагай Владимир Иванович Metalclad switchgear centralized arc protection device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0452218A2 (en) * 1990-04-13 1991-10-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha An apparatus for detecting failure in power system
DE19630989A1 (en) * 1996-07-31 1998-02-05 Siemens Ag Optical differential protection arrangement e.g. for HV power distribution equipment
RU2168826C1 (en) * 2000-07-03 2001-06-10 Научно-исследовательский институт импульсной техники Arc-protection device for disconnecting metalclad switchgear cubicle
RU2187871C2 (en) * 2000-07-31 2002-08-20 Нагай Владимир Иванович Metalclad switchgear centralized arc protection device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2508585C1 (en) * 2012-11-08 2014-02-27 Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" Protection device against short circuits in dead zone of open distributing devices of electric power engineering sites of high or ultrahigh voltage - in sections between current transformers and switches
EA023872B1 (en) * 2012-11-08 2016-07-29 Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы" Device for protection against short circuits in dead zone of outdoor switchgears of high or ultrahigh voltage electric power facilities - in sections between current transformers and switches

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2806013C (en) Systems and methods for providing arc fault and/or ground fault protection for distributed generation sources
RU168114U1 (en) CENTRALIZED RELAY PROTECTION AND CONTROL UNIT FOR SUBSTATION WITH HIGH-VOLTAGE DISTRIBUTION DEVICE PERFORMED BY BRIDGE CIRCUIT BREAKERS WITH LINE AND REPAIR CHAINS
KR102128442B1 (en) Apparatus for protecting OLTC of main transformer
RU2311699C2 (en) Method and device for protecting power distribution networks against arcing short circuits
RU2446534C1 (en) Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband
EP0319151A3 (en) Circuit to prevent uncontrolled tripping of a protective relay
RU2638574C1 (en) Medium voltage substation
Ranjbar et al. Comprehensive protection of medium-voltage microgrids
KOUIDRI et al. Distribution Grid Protection
JP3248962B2 (en) How to protect the inverter distribution system
CN105445573B (en) Method for testing the entire protection chain in a medium-voltage electrical protection device and device for implementing same
Sudhakar et al. Simulation of generator protection using Matlab
RU2735949C1 (en) Method of protecting power transmission lines with renewable energy sources
Alibert et al. Protection Systems for Microgrids with High Rate of Inverter-Based-Generators
KR102539894B1 (en) Power system of substation linkage device for power plant synchronous generator
RU2788519C1 (en) Method for disconnecting a damaged connection with a single-phase earth fault in networks with an isolated neutral
RU2189680C2 (en) Factory-assembled switch gear
Sattari et al. High reliability electrical distribution system for industrial facilities
EP4339988A1 (en) Passive fault protection arrangement for a measuring voltage transformer or a power voltage transformer for use in high voltage applications
Deschamps et al. Reduce the number of outage by introducing circuit breaker in the distribution network, dream or reality?
US2327190A (en) Protective arrangement for high voltage systems
Gaiceanu et al. Adaptive Protection Systems
Sattari et al. High-Resistance Grounding Design for Industrial Facilities: Providing Continuity of Service in Complex Distribution Systems
Wang et al. Effects of sensor technology on differential protection
KR101647325B1 (en) Switch board with busbar protective relaying by one-point earthing of enclosure box

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20150303