RU2508585C1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
RU2508585C1
RU2508585C1 RU2012147501/07A RU2012147501A RU2508585C1 RU 2508585 C1 RU2508585 C1 RU 2508585C1 RU 2012147501/07 A RU2012147501/07 A RU 2012147501/07A RU 2012147501 A RU2012147501 A RU 2012147501A RU 2508585 C1 RU2508585 C1 RU 2508585C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transmitting modules
electro
current
optical
communication line
Prior art date
Application number
RU2012147501/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Григорьевич Шульгинов
Андрей Васильевич Жуков
Виктор Станиславович Воробьев
Борис Константинович Максимов
Ян Леонардович Арцишевский
Антон Игоревич Расщепляев
Андрей Сергеевич Кузин
Руслан Константинович Борисов
Владимир Дмитриевич Лебедев
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы"
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" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Системный Оператор Единой Энергетической Системы"
Priority to RU2012147501/07A priority Critical patent/RU2508585C1/en
Priority to EA201300359A priority patent/EA023872B1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2508585C1 publication Critical patent/RU2508585C1/en

Links

Landscapes

  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: on a potential of high or ultrahigh voltage for each phase there are two transmitting modules installed on ends of the protected section and connected between themselves with a fibre-optic communication line. On the earth potential there is a retransmission module connected by means of radio channels to both transmitting modules and connected by means of a fibre-optic communication line to a combined control station. Each of the transmitting modules includes a power supply unit, a measuring converter, a modem, a comparison unit and a radio transmitter. The retransmission module is common for transmitting modules of all the phases of the protected section.
EFFECT: simplifying the device and improving its reliability.
11 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к релейной защите (РЗ) от коротких замыканий (КЗ) в «мертвых зонах» (МЗ) (РЗМЗ) между трансформаторами тока и выключателями в открытых распределительных устройствах (ОРУ) электростанций и подстанций с отходящими высоковольтными линиями электропередачи высокого (110, 220) и сверхвысокого (330÷750 кВ) напряжения (ВН и СВН).The invention relates to relay protection (RE) against short circuits (KZ) in the “dead zones” (MZ) (RZMZ) between current transformers and circuit breakers in open switchgears (outdoor switchgear) of power plants and substations with outgoing high-voltage power transmission lines of high (110, 220 ) and ultrahigh (330 ÷ 750 kV) voltage (VN and VVN).

Известны технические решения по реализации РЗ от КЗ на участках электропередачи с помощью включенных по дифференциальной схеме исполнительных элементов с использованием нетрадиционных трансформаторов тока, в частности оптико-электронных трансформаторов тока 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; ЕР 0452218 А2, G01R 31/08, 16.10.1991; DE 19630989 A1, G01R 15/24, 05.02.1998).Known technical solutions for the implementation of RE from short-circuit in power transmission areas using actuators included in the differential circuit using non-traditional current transformers, in particular optoelectronic current transformers based on Faraday elements, which transform the angle of rotation of the plane of polarization of light under the influence of the magnetic field of current and signal generation to turn off the damaged area with a sharp change in 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 31/08, 11/22/1985; EP 0452218 A2, G01R 31 / 08.16.10.1991; DE 19630989 A1, G01R 15/24, 02/05/1998).

Из технических решений с указанным принципом действия наиболее близким к предложенному является устройство, приспособленное для защиты от КЗ в рассматриваемой МЗ ОРУ объектов электроэнергетики ВН или СВН, по патенту RU 2446534 C1, H02H 3/28, 27.03.2012. Известное устройство содержит на потенциале земли для каждой фазы каждого защищаемого участка локальный модуль, в состав которого входят источник поляризованного света и блок токовой дифзащиты, установленные с разных сторон оптического тракта, а также блок формирования команд и блокирующих сигналов, вход которого подключен к выходам блока токовой дифзащиты, центральный модуль защиты, входы которого подключены к выходам локальных модулей всех участков МЗ, а выходы - к цепям отключения соответствующих выключателей, блокировки соответствующих быстродействующих защит смежных элементов и запуска устройства резервирования отказа выключателей. На потенциале ВН или СВН имеются 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 упомянутый 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.Of the technical solutions with the indicated principle of operation, the closest to the proposed one is a device adapted for protection against short circuit in the MV of the open switchgear of electric power facilities of high voltage or high voltage, according to patent RU 2446534 C1, H02H 3/28, 03/27/2012. The known device contains on the ground potential for each phase of each protected section a local module, which includes a polarized light source and a current differential protection block installed on different sides of the optical path, as well as a command and blocking signal generation unit, the input of which is connected to the outputs of the current block differential protection, a central protection module, the inputs of which are connected to the outputs of the local modules of all sections of the MV, and the outputs are connected to the tripping circuits of the corresponding circuit breakers, blocking high-speed protection of adjacent elements and the start of the device failover redundancy circuit breakers. There are two Faraday elements at the HV or IH potential, which are included at the beginning and end of the protected transmission section with the possibility of rotation of the plane of polarization of light in the optical path with opposite signs with a unidirectional current. Moreover, the said current differential protection unit is capable of converting 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.

Известное устройство обеспечивает ускорение отключения КЗ в МЗ с сохранением динамической устойчивости энергоблоков и энергосистемы в целом. Однако его недостаток связан с необходимостью использования оптоизоляторов, установка которых на всех МЗ в количестве трех штук на одну МЗ предопределяет существенное снижение общей надежности первичной схемы ОРУ.The known device provides an acceleration of disconnection of short circuit in the MOH while maintaining the dynamic stability of power units and the power system as a whole. However, its drawback is associated with the need to use optical isolators, the installation of which in all MHs in the amount of three pieces per MH determines a significant decrease in the overall reliability of the primary switchgear circuit.

Задачей изобретения является усовершенствование подобного защитного устройства с упрощением его конструкции и обеспечением надежной работы ОРУ.The objective of the invention is to improve such a protective device with a simplification of its design and ensuring the reliable operation of outdoor switchgear.

Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата предложено устройство для защиты от КЗ в МЗ ОРУ объектов электроэнергетики высокого или сверхвысокого напряжения - на участках между трансформаторами тока и выключателями, содержащее на потенциале ВН или СВН для каждой фазы два передающих модуля, установленных по концам защищаемого участка и соединенных между собой первой волоконно-оптической линией связи (ВОЛС), а на потенциале земли - модуль переприема, связанный радиоканалами с обоими передающими модулями и соединенный второй ВОЛС с объединенным пунктом управления, при этом каждый из передающих модулей содержит блок питания, измерительный преобразователь, состоящий из последовательно соединенных датчика тока и нуль-индикатора, модем, состоящий из электрооптического преобразователя и оптико-электрического преобразователя, блок сравнения и радиопередатчик, причем датчик тока выполнен с возможностью получения сигналов мгновенных значений фазного тока, а нуль-индикатор - с возможностью фиксации их положительного или отрицательного знака, выход нуль-индикатора соединен с входом электрооптического преобразователя и первым входом блока сравнения, выход оптико-электрического преобразователя соединен со вторым входом блока сравнения, а выход блока сравнения - с входом радиопередатчика, первая ВОЛС выполнена многожильной и на каждом из своих концов одними жилами подключена к выходу электрооптического преобразователя, а другими жилами -к входу оптико-электрического преобразователя соответствующего модема, модуль переприема является общим для передающих модулей всех фаз защищаемого участка и содержит блок питания и последовательно соединенные радиоприемник и электрооптический преобразователь, вторая ВОЛС включена между выходом электрооптического преобразователя модуля переприема и модулем согласования объединенного пункта управления.To solve this problem and achieve the specified technical result, a device is proposed for protection against high-voltage or extra-high voltage electric power facilities in the MOH outdoor switchgear - in the areas between current transformers and circuit breakers, containing on the potential of a HV or IHV for each phase two transmitting modules installed at the ends of the protected section and interconnected by the first fiber-optic communication line (FOCL), and on the ground potential - the receiver module, connected by radio channels with both transmitting module and a second FOCL connected to a combined control center, each of the transmitting modules comprising a power supply unit, a measuring transducer consisting of a current sensor and a zero indicator connected in series, a modem consisting of an electro-optical transducer and an optical-electric transducer, a comparison unit and a radio transmitter moreover, the current sensor is configured to receive signals of instantaneous values of the phase current, and a zero indicator - with the possibility of fixing their positive or negative s aka, the output of the null indicator is connected to the input of the electro-optical converter and the first input of the comparison unit, the output of the opto-electric converter is connected to the second input of the comparison unit, and the output of the comparison unit is connected to the input of the radio transmitter, the first FOCL is multi-core and has one core at each of its ends connected to the output of the electro-optical converter, and other wires to the input of the optical-electric converter of the corresponding modem, the retransmission module is common to the transmitting modules of all AZ of the protected area and contains a power supply unit and a series-connected radio receiver and electro-optical converter, the second FOCL is connected between the output of the electro-optical converter of the retransmission module and the matching module of the combined control center.

Решению поставленной задачи и достижению указанного технического результата способствуют частные существенные признаки изобретения.The solution of the problem and the achievement of the specified technical result contribute to the private essential features of the invention.

Передающий модуль выполнен с возможностью сохранения работоспособности при электромагнитных воздействиях в месте его установки, характерных для токов и напряжений, на которое рассчитано первичное оборудование открытых распределительных устройств и его изоляция, в том числе полей, создаваемых коронными разрядами, и полей, создаваемых импульсными токами при грозовых и коммутационных перенапряжениях.The transmitting module is designed to maintain operability under electromagnetic influences at the installation site, characteristic of currents and voltages, for which the primary equipment of open switchgears and its isolation are designed, including fields created by corona discharges, and fields created by pulsed currents during thunderstorms and switching overvoltages.

Блок питания каждого из передающих модулей включает в себя трансформатор отбора мощности от фазного провода, элемент аккумуляции энергии, стабилизирующий узел и выполнен с временем готовности tгот.БП≤2 мс при появлении тока с действующим значением ≥200 A.The power supply unit of each of the transmitting modules includes a power take-off transformer from the phase wire, an energy storage element, a stabilizing unit, and is made with a ready-to-use time t goth. A power supply unit ≤2 ms when a current appears with an effective value ≥200 A.

В измерительном преобразователе нуль-индикатор выполнен как компаратор, работающий при смене знака тока, протекающего через датчик тока.In the measuring transducer, the null indicator is designed as a comparator that works when the current sign changes through the current sensor.

Электрооптический преобразователь каждого из передающих модулей включает в себя светодиодный источник света.The electro-optical converter of each of the transmitting modules includes an LED light source.

Блок сравнения каждого из передающих модулей выполнен с возможностью формирования сигнала-команды «короткое замыкание в «мертвой» зоне» в случае, если сигналы на его входах, характеризующие мгновенные значения тока имеют разные знаки в течение времени, большего 2,0-3,0 мс.The comparison unit for each of the transmitting modules is configured to generate a command signal "short circuit in the" dead "zone if the signals at its inputs characterizing the instantaneous current values have different signs for a time greater than 2.0-3.0 ms

Первая ВОЛС выполнена с четырьмя оптоволоконными жилами, при этом сигналы положительной и отрицательной полярности тока, формируемые каждым из электрооптических преобразователей, передаются по разным жилам. Первая ВОЛС проложена внутри проводника, выполняющего функции грозозащитного троса.The first FOCL is made with four fiber optic cores, while the signals of positive and negative current polarity generated by each of the electro-optical converters are transmitted through different cores. The first FOCL is laid inside the conductor, performing the functions of a lightning protection cable.

Модуль переприема расположен на потенциале земли под проводами «мертвой» зоны в районе шкафа местного управления выключателем.The re-reception module is located on the ground potential under the wires of the “dead” zone in the area of the local circuit breaker control cabinet.

Блок питания модуля переприема подключен к сети оперативного постоянного тока СОПТ и включает в себя элемент аккумуляции энергии и стабилизирующий узел.The power supply unit of the receiver module is connected to the operational direct current network of the SOPT and includes an energy storage element and a stabilizing unit.

Модуль согласования объединенного пункта управления выполнен с возможностью согласования работы устройства с традиционной системой релейной защиты и автоматики (РЗА), а также определения логики отключения для нескольких «мертвых» зон открытого распределительного устройства и представляет собой шкаф, устанавливаемый на релейном щите объединенного пункта управления.The coordination module of the integrated control room is configured to coordinate the operation of the device with the traditional relay protection and automation system (RPA), as well as to determine the shutdown logic for several “dead” zones of the open switchgear and is a cabinet mounted on the relay panel of the integrated control center.

На фиг.1 представлена функциональная схема предложенного устройство для защиты от КЗ в МЗ ОРУ энергообъектов ВН или СВН - на участках между трансформаторами тока и выключателями.Figure 1 presents the functional diagram of the proposed device for protection against short circuit in the Ministry of Health of the outdoor switchgear of power facilities VN or IHV - in the areas between current transformers and switches.

На схеме показаны выключатель (Q) 1, трансформатор тока (ТА) 2 и защищаемый участок 3 с расщепленным фазным проводом. Устройство содержит на потенциале ВН или СВН для каждой фазы передающие модули 4.1 и 4.2, установленные по концам защищаемого участка 3 и соединенные между собой первой ВОЛС 5, а на потенциале земли - модуль 6 переприема, связанный радиоканалами с передающими модулями 4.1 и 4.2 и соединенный второй ВОЛС 7 с объединенным пунктом 8 управления. Каждый из передающих модулей 4.1 (4.2) содержит блок 9.1 (9.2) питания, измерительный преобразователь 10.1 (10.2), состоящий из последовательно соединенных датчика 11.1 (11.2) тока и нуль-индикатора 12.1 (12.2), модем 13.1 (13.2), состоящий из электрооптического преобразователя 14.1 (14.2) и оптико-электрического преобразователя 15.1 (15.2), блок 16.1 (16.2) сравнения и передатчик (радио- или ультразвуковой) 17.1 (17.2). Датчик 11.1 (11.2) тока выполнен с возможностью получения сигналов мгновенных значений фазного тока, а нуль-индикатор 12.1 (12.2) - с возможностью фиксации их положительного или отрицательного знака. Выход нуль-индикатора 12.1 (12.2) соединен с входом электрооптического преобразователя 14.1 (14.2) и первым входом блока 16.1 (16.2) сравнения. Выход оптико-электрического преобразователя 15.1 (15.2) соединен со вторым входом блока 16.1 (16.2) сравнения, а выход блока 16.1 (16.2) сравнения - с входом передатчика (радио- или ультразвукового) 17.1 (17.2). ВОЛС 5 выполнена многожильной и на каждом из своих концов одними жилами подключена к выходу электрооптического преобразователя 14.1 (14.2), а другими жилами - к входу оптико-электрического преобразователя 15.1 (15.2) модема 13.1 (13.2). Модуль 6 переприема является общим для передающих модулей 4.1 и 4.2 всех фаз защищаемого участка 3 и содержит блок 18 питания и последовательно соединенные приемник (радио- или ультразвуковой) 19 и электрооптический преобразователь 20. Вторая ВОЛС 7 включена между выходом электрооптического преобразователя 20 модуля 5 переприема и модулем 21 согласования объединенного пункта 8 управления.The diagram shows a switch (Q) 1, a current transformer (TA) 2, and a protected section 3 with a split phase wire. The device contains at the HV or SRS potential for each phase transmitting modules 4.1 and 4.2, installed at the ends of the protected section 3 and interconnected by the first FOCL 5, and at the ground potential - a receiving module 6, connected by radio channels to the transmitting modules 4.1 and 4.2 and connected to the second FOCL 7 with a combined control point 8. Each of the transmitting modules 4.1 (4.2) contains a power supply unit 9.1 (9.2), a measuring transducer 10.1 (10.2), consisting of a series-connected current sensor 11.1 (11.2) and a null indicator 12.1 (12.2), a modem 13.1 (13.2), consisting of an electro-optical transducer 14.1 (14.2) and an electro-optical transducer 15.1 (15.2), a comparison unit 16.1 (16.2) and a transmitter (radio or ultrasound) 17.1 (17.2). The current sensor 11.1 (11.2) is configured to receive signals of instantaneous values of the phase current, and a null indicator 12.1 (12.2) - with the possibility of fixing their positive or negative sign. The output of the null indicator 12.1 (12.2) is connected to the input of the electro-optical converter 14.1 (14.2) and the first input of the comparison unit 16.1 (16.2). The output of the optoelectric transducer 15.1 (15.2) is connected to the second input of the comparison unit 16.1 (16.2), and the output of the comparison unit 16.1 (16.2) is connected to the input of the transmitter (radio or ultrasound) 17.1 (17.2). FOCL 5 is multicore and at each of its ends it is connected by one core to the output of the electro-optical converter 14.1 (14.2), and by other wires - to the input of the optical-electrical converter 15.1 (15.2) of the modem 13.1 (13.2). Reception module 6 is common for transmitting modules 4.1 and 4.2 of all phases of the protected section 3 and contains a power supply unit 18 and serially connected receiver (radio or ultrasound) 19 and an electro-optical converter 20. The second FOCL 7 is connected between the output of the electro-optical converter 20 of the re-reception module 5 and module 21 approval of the combined paragraph 8 of the control.

Каждый из передающих модулей 4.1 и 4.2 выполнен с возможностью сохранения работоспособности при электромагнитных воздействиях в месте его установки, характерных для токов и напряжений, на которые рассчитано первичное оборудование ОРУ и его изоляция, в том числе полей, создаваемых коронными разрядами, и полей, создаваемых импульсными токами при грозовых и коммутационных перенапряжениях. Все составные блоки передающих модулей 4.1 и 4.2 находятся в специальном корпусе, защищающем их от воздействия окружающей среды и электромагнитных полей.Each of the transmitting modules 4.1 and 4.2 is made with the possibility of maintaining operability under electromagnetic influences at the installation site, characteristic of currents and voltages for which the primary switchgear equipment and its isolation are designed, including fields created by corona discharges, and fields created by pulsed currents during lightning and switching overvoltages. All the components of the transmitting modules 4.1 and 4.2 are located in a special housing that protects them from environmental influences and electromagnetic fields.

Блок 9.1 (9.2) питания передающего модуля 4.1 (4.2) включает в себя трансформатор отбора мощности от фазного провода, элемент аккумуляции энергии, стабилизирующий узел (не показаны) и выполнен с временем готовности tгот.БП≤2 мс при появлении тока с действующим значением ≥200 А.The power supply unit 9.1 (9.2) of the transmitting module 4.1 (4.2) includes a power take-off transformer from a phase wire, an energy storage element, a stabilizing unit (not shown) and is made with a ready-to-use time t goth. A power supply unit ≤2 ms when a current appears with an effective value ≥200 A.

В измерительном преобразователе 10.1 (10.2) передающего модуля 4.1 (4.2) имеется датчик 11.1 (11.2) тока, а нуль-индикатор 12.1 (12.2) выполнен как компаратор, работающий при смене знака тока, протекающего через датчик 11.1 (11.2) тока.In the measuring transducer 10.1 (10.2) of the transmitting module 4.1 (4.2) there is a current sensor 11.1 (11.2), and the zero indicator 12.1 (12.2) is designed as a comparator that works when the current sign flows through the current sensor 11.1 (11.2).

Электрооптический преобразователь 14.1 (14.2) передающего модуля 4.1 (4.2) включает в себя светодиодный источник света (не показан).The electro-optical converter 14.1 (14.2) of the transmitting module 4.1 (4.2) includes an LED light source (not shown).

Блок 16.1 (16.2) сравнения передающего модуля 4.1 (4.2) выполнен с возможностью формирования сигнала-команды «КЗ в МЗ» в случае, если сигналы на его входах, характеризующие мгновенные значения тока имеют разные знаки в течение времени, большего 2,0 - 3,0 мс.Block 16.1 (16.2) comparing the transmitting module 4.1 (4.2) is made with the possibility of generating a signal-command "KZ in MZ" in the event that the signals at its inputs characterizing the instantaneous current values have different signs for a time greater than 2.0 - 3 , 0 ms.

Первая ВОЛС 5 выполнена с четырьмя оптоволоконными жилами, при этом сигналы положительной и отрицательной полярности тока, формируемые каждым из электрооптических преобразователей 14.1 и 14.2, передаются по разным жилам. ВОЛС 5 проложена снаружи или внутри одного из проводников защищаемой «мертвой» зоны.The first FOCL 5 is made with four fiber optic cores, while the signals of positive and negative polarity of the current generated by each of the electro-optical converters 14.1 and 14.2 are transmitted through different cores. FOCL 5 is laid outside or inside one of the conductors of the protected "dead" zone.

Модуль 6 переприема расположен на потенциале земли под проводами «мертвой» зоны в районе шкафа местного управления выключателем 1. В случае использования ультразвукового канала связи ультразвуковые приемники укреплены на конструкции электрических аппаратов выключателя (1) и трансформатора тока (2) на потенциале земли и связаны с модулем (6) переприема проводниками.Reception module 6 is located on the ground potential under the wires of the “dead” zone in the area of the local control cabinet of circuit breaker 1. In the case of using an ultrasonic communication channel, the ultrasonic receivers are mounted on the design of the electrical apparatus of the circuit breaker (1) and current transformer (2) on the ground potential and are connected to re-reception module (6) conductors.

Блок 18 питания модуля 6 переприема подключен к сети СОПТ и включает в себя элемент аккумуляции энергии и стабилизирующий узел (не показаны).The power supply unit 18 of the re-reception module 6 is connected to the SOPT network and includes an energy storage element and a stabilizing unit (not shown).

Модуль 21 согласования объединенного пункта 8 управления выполнен с возможностью согласования работы данного устройства с традиционной системой РЗА, а также определения логики отключения для нескольких МЗ ОРУ и представляет собой шкаф, устанавливаемый на релейном щите объединенного пункта 8 управления.The coordination module 21 of the integrated control point 8 is configured to coordinate the operation of this device with a traditional relay protection and automation system, as well as determine the shutdown logic for several MOH outdoor switchgears and is a cabinet installed on the relay panel of the combined control point 8.

Работа предложенного устройства основана на принципе дифференциально-фазной защиты, где величинами манипуляции являются факт перехода фазы первичного тока через «0».The operation of the proposed device is based on the principle of differential-phase protection, where the manipulation values are the fact that the phase of the primary current passes through "0".

При КЗ вне защищаемой зоны сигналы с датчиков 11.1 и 11.2 тока показывают одинаковое направление токов. Нуль-индикаторы 12.1 и 12.2 вырабатывают однополярные сигналы, которые с помощью электрооптических преобразователей 14.1 и 14.2 преобразуются в оптические сигналы, передаваемые по ВОЛС 5 к оптико-электрическим преобразователям 15.1 и 15.2. Электрические сигналы с выходов нуль-индикаторов 12.1 и 12.2 и оптико-электрических преобразователей 15.1 и 15.2 также имеют одинаковые знаки, в связи с чем на выходах блоков сравнения 16.1 и 16.2 сигналы - команды не вырабатываются. При КЗ внутри защищаемой зоны сигналы с датчиков 11.1 и 11.2 тока показывают разные фазы токов. Блоки 16.1 и 16.2 сравнения передающих модулей 4.1 и 4.2 формируют, а радиопередатчики 17.1 и 17.2, снабженные направленными антеннами, передают на потенциал земли информативные сигналы о факте наличия КЗ в зоне, ограниченной местами установки передающих модулей 4.1 и 4.2. Отметим, что защита выдает сигнал «КЗ в МЗ» при несоответствии величин манипуляции более 3 мс. По истечении этого времени формируется сигнал на отключение поврежденного элемента. Указанная выдержка времени позволяет также отстроить защиту от шумов в используемых радиоканалах.In the event of a fault outside the protected zone, signals from current sensors 11.1 and 11.2 show the same direction of currents. Zero indicators 12.1 and 12.2 generate unipolar signals, which are converted by means of electro-optical converters 14.1 and 14.2 into optical signals transmitted via FOCL 5 to optical-electric converters 15.1 and 15.2. The electrical signals from the outputs of the null indicators 12.1 and 12.2 and the optoelectric converters 15.1 and 15.2 also have the same signs, and therefore no signals are issued at the outputs of the comparison units 16.1 and 16.2. With a fault inside the protected zone, signals from current sensors 11.1 and 11.2 show different phases of currents. Blocks 16.1 and 16.2 comparing the transmitting modules 4.1 and 4.2 are formed, and radio transmitters 17.1 and 17.2, equipped with directional antennas, transmit informative signals to the ground potential about the presence of a fault in the area limited by the installation locations of the transmitting modules 4.1 and 4.2. Note that the protection generates a “short circuit to MZ” signal when the manipulation values do not match more than 3 ms. After this time, a signal is formed to turn off the damaged element. The specified time delay also allows you to rebuild the protection against noise in the used radio channels.

В случае, если КЗ подпитывается только с одной стороны, то ключевым моментом является признак наличия аварийного тока и/или соответствующий сигнал от РЗ смежных элементов - вторичный признак в при работе РЗМЗ совместно с комплексом РЗА объекта электроэнергетики.If the short circuit is powered on only one side, then the key point is the sign of an emergency current and / or the corresponding signal from the RE of adjacent elements - a secondary sign in the operation of the REZ together with the REA complex of the electric power facility.

Неселективная работа РЗМЗ в рабочих режимах предотвращается за счет выбора уставок срабатывания устройства.The non-selective operation of the RZMZ in operating modes is prevented by the choice of the device operation settings.

Модуль 6 переприема посредством радиоприемника 19 осуществляет сбор информации, поступающей от радиопередатчиков 17.1 и 17.2 всех передающих модулей 4.1 и 4.2 МЗ (2 шт. на фазу, всего 6 шт.). После преобразования в электрооптическом преобразователе 20 информация передается по ВОЛС 7 в приемный терминал, а именно в модуль согласования 21 объединенного пункта 8 управления. Модуль согласования 21 определяет логику отключения для нескольких МЗ ОРУ.Reception module 6 by means of the radio 19 collects information from the radio transmitters 17.1 and 17.2 of all transmitting modules 4.1 and 4.2 MOH (2 pcs. Per phase, only 6 pcs.). After conversion in the electro-optical converter 20, information is transmitted via FOCL 7 to the receiving terminal, namely to the coordination module 21 of the combined control point 8. The coordination module 21 determines the shutdown logic for several MOH outdoor switchgear.

Рекомендуется интегрировать предложенное устройство РЗМЗ в существующий комплекс РЗ в несколько этапов, основными из которых в нижеследующей последовательности являются:It is recommended to integrate the proposed RZMZ device into the existing RZ complex in several stages, the main of which in the following sequence are:

1. Действие РЗМЗ на сигнал при КЗ в «мертвой» зоне. Также ведется контроль тока, протекающего через смежные трансформаторы тока посредством измерительных органов защит смежных элементов.1. The effect of rare-earth metals on the signal during short-circuit in the "dead" zone. The current flowing through adjacent current transformers is also monitored by means of protective measuring elements of adjacent elements.

2. РЗМЗ работает на ускорение отключения поврежденного элемента, при этом также отключается и неповрежденный неселективно отключаемый элемент. Также ведется контроль тока, протекающего через смежные трансформаторы тока посредством измерительных органов защит смежных элементов. Фактически, защита работает как ускоритель устройства резервирования отказа включателя (УРОВ).2. RZMZ works to accelerate the shutdown of the damaged element, while the undamaged non-selectively disconnected element is also turned off. The current flowing through adjacent current transformers is also monitored by means of protective measuring elements of adjacent elements. In fact, the protection acts as an accelerator of a circuit breaker failure reservation device (CBD).

3. РЗМЗ отключает поврежденный элемент, при этом блокируются защиты смежного неповрежденного элемента. Сигнал на отключение формируется только при наличии тока КЗ через измерительные органы защит смежных неповрежденных элементов.3. RZMZ disconnects the damaged element, while the protection of the adjacent intact element is blocked. The shutdown signal is generated only if there is a short-circuit current through the measuring organs of the protection of adjacent intact elements.

4. РЗМЗ отключает поврежденный элемент, при этом блокируются защиты смежного неповрежденного элемента. Сигнал на отключение формируется независимо от смежных защит. РЗМЗ приобретает вид самостоятельной независимой защиты.4. RZMZ disconnects the damaged element, while blocking the protection of the adjacent intact element. The trip signal is generated independently of the adjacent protections. RZMZ takes on the form of independent defense.

Минимальные требования к решению поставленной задачи связаны с обеспечением функционирования РЗМЗ на втором этапе из вышеприведенных, что обеспечивает сохранение динамической устойчивости посредством уменьшения времени ликвидации КЗ.The minimum requirements for solving the problem are associated with ensuring the functioning of the RZMZ at the second stage of the above, which ensures the preservation of dynamic stability by reducing the time of elimination of faults.

Claims (12)

1. Устройство для защиты от коротких замыканий в «мертвой» зоне открытых распределительных устройств объектов электроэнергетики высокого или сверхвысокого напряжения - на участках между трансформаторами тока и выключателями, содержащее на потенциале высокого или сверхвысокого напряжения для каждой фазы два передающих модуля, установленных по концам защищаемого участка и соединенных между собой первой волоконно-оптической линией связи, а на потенциале земли - модуль переприема, связанный радио- или ультразвуковыми каналами с обоими передающими модулями и соединенный второй волоконно-оптической линией связи с объединенным пунктом управления, при этом каждый из передающих модулей содержит блок питания, измерительный преобразователь, состоящий из последовательно соединенных датчика тока и нуль-индикатора, модем, состоящий из электрооптического преобразователя и оптико-электрического преобразователя, блок сравнения и радио- или ультразвуковой передатчик, причем датчик тока выполнен с возможностью получения сигналов мгновенных значений фазного тока, а нуль-индикатор - с возможностью фиксации их положительного или отрицательного знака, выход нуль-индикатора соединен с входом электрооптического преобразователя и первым входом блока сравнения, выход оптико-электрического преобразователя соединен со вторым входом блока сравнения, а выход блока сравнения - с входом радиопередатчика, первая волоконно-оптическая линия связи выполнена многожильной и на каждом из своих концов одними жилами подключена к выходу электрооптического преобразователя, а другими жилами - к входу оптико-электрического преобразователя соответствующего модема, модуль переприема является общим для передающих модулей всех фаз защищаемого участка и содержит блок питания и последовательно соединенные радио- или ультразвуковой приемник и электрооптический преобразователь, вторая волоконно-оптическая линия связи включена между выходом электрооптического преобразователя модуля переприема и модулем согласования объединенного пункта управления.1. Device for protection against short circuits in the "dead" zone of open switchgear of high or extra-high voltage electric power facilities - in the areas between current transformers and circuit breakers, containing at the potential of high or extra-high voltage for each phase two transmitting modules installed at the ends of the protected area and interconnected by a first fiber-optic communication line, and on the ground potential, a re-reception module connected by radio or ultrasonic channels to both transmitting modules and connected by a second fiber-optic communication line to the integrated control center, each of the transmitting modules contains a power supply unit, a measuring transducer consisting of a series-connected current sensor and a zero indicator, a modem consisting of an electro-optical transducer and an optical-electric transducer , a comparison unit and a radio or ultrasonic transmitter, wherein the current sensor is configured to receive signals of instantaneous phase current values, and a null indicator p - with the possibility of fixing their positive or negative sign, the output of the null indicator is connected to the input of the electro-optical converter and the first input of the comparison unit, the output of the opto-electric converter is connected to the second input of the comparison unit, and the output of the comparison unit is connected to the input of the radio transmitter, the first the optical communication line is multi-strand and at each of its ends it is connected by some wires to the output of the electro-optical converter, and by other wires - to the input of the electro-optical converter of the corresponding modem, the re-reception module is common for transmitting modules of all phases of the protected area and contains a power supply unit and a radio- or ultrasonic receiver and an electro-optical transducer connected in series, a second fiber-optic communication line is connected between the output of the electro-optical converter of the re-reception module and the matching module of the combined control center . 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый из передающих модулей выполнен с возможностью сохранения работоспособности при электромагнитных воздействиях в месте его установки, характерных для токов и напряжений, на которое рассчитано первичное оборудование открытых распределительных устройств и его изоляция, в том числе полей, создаваемых коронными разрядами, и полей, создаваемых импульсными токами при грозовых и коммутационных перенапряжениях.2. The device according to claim 1, characterized in that each of the transmitting modules is configured to maintain operability under electromagnetic influences at the installation site, characteristic of currents and voltages, for which the primary equipment of open switchgears and its isolation are designed, including fields created by corona discharges, and fields created by pulsed currents during lightning and switching overvoltages. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок питания каждого из передающих модулей включает в себя трансформатор отбора мощности от фазного провода, элемент аккумуляции энергии, стабилизирующий узел и выполнен с временем готовности tгот.БП≤2 мс при появлении тока с действующим значением ≥200 А.3. The device according to claim 1, characterized in that the power supply unit of each of the transmitting modules includes a power take-off transformer from a phase wire, an energy storage element, a stabilizing unit, and is made with a ready-to-use time t goth. A power supply unit ≤2 ms when current with effective value ≥200 A. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в измерительном преобразователе каждого из передающих модулей имеется нуль-индикатор, выполненный как компаратор, работающий при смене знака тока, протекающего через датчик тока.4. The device according to claim 1, characterized in that in the measuring transducer of each of the transmitting modules there is a zero indicator, designed as a comparator, working when the current sign changes through the current sensor. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрооптический преобразователь каждого из передающих модулей включает в себя светодиодный источник света.5. The device according to claim 1, characterized in that the electro-optical converter of each of the transmitting modules includes an LED light source. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок сравнения каждого из передающих модулей выполнен с возможностью формирования сигнала-команды «короткое замыкание в «мертвой» зоне» в случае, если сигналы на его входах, характеризующие мгновенные значения тока, имеют разные знаки в течение времени, большего 3,0 мс.6. The device according to claim 1, characterized in that the unit for comparing each of the transmitting modules is configured to generate a command signal "short circuit in the" dead "zone if the signals at its inputs characterizing the instantaneous current values have different characters for a time greater than 3.0 ms. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первая волоконно-оптическая линия связи выполнена с четырьмя оптоволоконными жилами, при этом сигналы положительной и отрицательной полярности тока, формируемые каждым из электрооптических преобразователей, передаются по разным жилам.7. The device according to claim 1, characterized in that the first fiber-optic communication line is made with four optical fiber cores, while the signals of positive and negative current polarity generated by each of the electro-optical converters are transmitted through different cores. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что первая волоконно-оптическая линия связи проложена внутри проводника, выполняющего функции грозозащитного троса.8. The device according to claim 7, characterized in that the first fiber-optic communication line is laid inside a conductor that performs the functions of a lightning protection cable. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль переприема расположен на потенциале земли под проводами «мертвой» зоны в районе шкафа местного управления выключателем.9. The device according to claim 1, characterized in that the re-reception module is located on the ground potential under the wires of the "dead" zone in the area of the local switch cabinet. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок питания модуля переприема подключен к сети оперативного постоянного тока (СОПТ) и включает в себя элемент аккумуляции энергии и стабилизирующий узел.10. The device according to claim 1, characterized in that the power supply unit of the receiver module is connected to the network operating direct current (SOPT) and includes an energy storage element and a stabilizing unit. 11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль согласования объединенного пункта управления выполнен с возможностью согласования работы устройства с традиционной системой релейной защиты и автоматики, а также определения логики отключения для нескольких «мертвых» зон открытого распределительного устройства, и представляет собой шкаф, устанавливаемый на релейном щите объединенного пункта управления.11. The device according to claim 1, characterized in that the coordination module of the combined control point is configured to coordinate the operation of the device with the traditional relay protection and automation system, as well as to determine the shutdown logic for several "dead" zones of the open switchgear, and is a cabinet mounted on the relay panel of the integrated control center. 12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передатчики и приемники ультразвуковых каналов расположены под потенциалом ВН или СВН и под потенциалом земли соответственно. 12. The device according to claim 1, characterized in that the transmitters and receivers of the ultrasonic channels are located under the potential of the HV or SRS and under the ground potential, respectively.
RU2012147501/07A 2012-11-08 2012-11-08 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 RU2508585C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147501/07A RU2508585C1 (en) 2012-11-08 2012-11-08 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
EA201300359A EA023872B1 (en) 2012-11-08 2013-04-16 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147501/07A RU2508585C1 (en) 2012-11-08 2012-11-08 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2508585C1 true RU2508585C1 (en) 2014-02-27

Family

ID=50152273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012147501/07A RU2508585C1 (en) 2012-11-08 2012-11-08 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

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA023872B1 (en)
RU (1) RU2508585C1 (en)

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
RU1602343C (en) * 1987-04-10 1994-11-30 Научно-исследовательский институт электроэнергетики "Энергосетьпроект" High-frequency directional phase-comparison protective gear for power transmission line
RU108231U1 (en) * 2011-04-05 2011-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) CENTRALIZED MICROPROCESSOR SYSTEM OF RELAY PROTECTION AND AUTOMATION WITH REMOTE CONTROL
RU2446534C1 (en) * 2011-05-04 2012-03-27 Открытое акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (ОАО "СО ЕЭС") Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1602343C (en) * 1987-04-10 1994-11-30 Научно-исследовательский институт электроэнергетики "Энергосетьпроект" High-frequency directional phase-comparison protective gear for power transmission line
EP0452218A2 (en) * 1990-04-13 1991-10-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha An apparatus for detecting failure in power system
RU108231U1 (en) * 2011-04-05 2011-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) CENTRALIZED MICROPROCESSOR SYSTEM OF RELAY PROTECTION AND AUTOMATION WITH REMOTE CONTROL
RU2446534C1 (en) * 2011-05-04 2012-03-27 Открытое акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (ОАО "СО ЕЭС") Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband

Also Published As

Publication number Publication date
EA023872B1 (en) 2016-07-29
EA201300359A1 (en) 2014-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rahmatian et al. Applications of high-voltage fiber optic current sensors
WO2008046743A3 (en) A mv or hv power distribution cubicle with integrated digital communication, and a multi-functional module for such a cubicle
EP2735081B1 (en) Switching apparatus, control system and method for varying an impedance of a phase line
ES2964015T3 (en) Tower for overhead high voltage electrical transmission line, equipped with switchgear and associated protection, control and command system
IT201900018818A1 (en) High voltage overhead electrical transmission line equipped with maneuvering unit
CN207353835U (en) A kind of 500KV breaker arc protection devices based on power station hole formula mill construction
RU2508585C1 (en) 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
RU2633803C1 (en) Protection device against wire breaks of overhead power transmission line with insulated neutral
RU2480882C1 (en) DEVICE OF PULSE PROTECTION AGAINST SINGLE PHASE-TO-GROUND FAULT OF AIR AND CABLE LINES OF DISTRIBUTION NETWORKS 6-35 kV
RU75513U1 (en) ELECTRIC POWER METERING POST
RU2446534C1 (en) Device for short-circuit protection in exposed switchgear deadband
RU2735949C1 (en) Method of protecting power transmission lines with renewable energy sources
RU117732U1 (en) HIGH VOLTAGE DISTRIBUTION DEVICE
CN107026433B (en) Rapid protection system and method for current collection circuit of new energy power station
KR102509471B1 (en) Switchgear using intergrated circuit control module
RU2817864C1 (en) MODULAR SYSTEM FOR SWITCHING CABLE POWER LINES 6-10 kV
Shul’ga et al. The possibilities offered by use of solid insulation in complete switching gears and cross-linked polyethylene insulation under direct and alternating current
CN109956014A (en) One kind being used for remote-controlled vehicle power distribution unit
RU2189680C2 (en) Factory-assembled switch gear
EP2498360B1 (en) DC electrical power system
Ershov et al. Extension of Functions of Microprocessor-based Electric Energy Meters to Detect 10 kV Overhead Line Phase Wire Breakage
CN107230967A (en) voltage transformer secondary neutral point potential drift monitoring method
EP4047763B1 (en) Electrical switchgear for electric power generation installations
Bukhanov et al. Evaluation of the electromagnetic situation at open switchgears of power stations and substations
Sen et al. Design of 132/33KV Substation

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20150303