RU2544012C1 - Three-phase meter of electrical machine longitudinal differential current protection - Google Patents

Three-phase meter of electrical machine longitudinal differential current protection Download PDF

Info

Publication number
RU2544012C1
RU2544012C1 RU2014111956/07A RU2014111956A RU2544012C1 RU 2544012 C1 RU2544012 C1 RU 2544012C1 RU 2014111956/07 A RU2014111956/07 A RU 2014111956/07A RU 2014111956 A RU2014111956 A RU 2014111956A RU 2544012 C1 RU2544012 C1 RU 2544012C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
phase
windings
machine
protected
Prior art date
Application number
RU2014111956/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Евграфович Кувшинов
Андрей Михайлович Кузнецов
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
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 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority to RU2014111956/07A priority Critical patent/RU2544012C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2544012C1 publication Critical patent/RU2544012C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: device incorporates extra second four-phase bridge rectifier with output terminals making the device output terminals and three differentiating inductive current inverters. Current second windings starts are connected to common zero terminals of the machine. Ends of said windings are connected with appropriate ends of the machine phase windings. Starts of the latter are connected to ends of appropriate third current windings. Starts of the latter are connected to ends of conductors phased with the line for connection of the machine to its switch. Input terminals of second rectifier are connected to common zero terminal of the device and to starts of third coils of all groups. Ends of the latter are connected to said connectors and the device appropriate phase.
EFFECT: reliable fault protection.
1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам защиты трехфазных электрических линий, машин и приборов, в частности к схемам защиты, реагирующим на разность токов. Оно предназначено для защиты синхронных генераторов компенсаторов, а также синхронных и асинхронных двигателей.The invention relates to electrical engineering, and in particular to protection schemes for three-phase electric lines, machines and devices, in particular to protection schemes that respond to the difference of currents. It is designed to protect synchronous compensator generators, as well as synchronous and asynchronous motors.

Известно трехфазное измерительное устройство продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины, выполненное по схеме с циркулирующими токами. Это устройство содержит три группы трансформаторов тока, по одной группе на каждую фазу защищаемой машины. В каждую группу входят два трансформатора тока, расположенных в непосредственной близости от защищаемой электрической машины. Первые из них включены между началами фазных обмоток машины и выключателем, который подключает эту машину к трехфазной электрической сети и автоматически отключает ее при срабатывании какой-либо защиты, в том числе продольной дифференциальной токовой защиты машины. Вторые трансформаторы тока включены между концами фазных обмоток машины и ее общим нулевым зажимом. Все трансформаторы тока всех групп имеют одинаковые коэффициенты трансформации. Все начала вторичных обмоток первых трансформаторов тока всех групп и все концы вторичных обмоток вторых трансформаторов тока подключены к первому нулевому зажиму устройства. Все концы вторичных обмоток первых трансформаторов тока каждой группы подключены к началам вторичных обмоток вторых трансформаторов тока той же группы и к соответствующему фазному выходному зажиму устройства. Число таких зажимов равно трем.A three-phase measuring device for longitudinal differential current protection of an electric machine is known, made according to a circuit with circulating currents. This device contains three groups of current transformers, one group for each phase of the protected machine. Each group includes two current transformers located in the immediate vicinity of the protected electric machine. The first of them are connected between the beginnings of the phase windings of the machine and the switch that connects this machine to a three-phase electric network and automatically turns it off when any protection is triggered, including longitudinal differential current protection of the machine. The second current transformers are connected between the ends of the phase windings of the machine and its common zero clamp. All current transformers of all groups have the same transformation ratios. All the beginnings of the secondary windings of the first current transformers of all groups and all the ends of the secondary windings of the second current transformers are connected to the first zero terminal of the device. All ends of the secondary windings of the first current transformers of each group are connected to the beginnings of the secondary windings of the second current transformers of the same group and to the corresponding phase output terminal of the device. The number of such clamps is three.

Это трехфазное измерительное устройство продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины воздействует на исполнительную часть релейной защиты. Для этого к каждому из фазных выходных зажимов измерительного устройства подключены первые зажимы трех токовых реле, действующих на отключение выключателя электрической машины. Вторые зажимы этих реле подключены ко второму нулевому зажиму устройства, соединенному с его первым нулевым зажимом. Если не учитывать погрешности трансформаторов тока, то при отсутствии внутренних коротких замыканий в защищаемой машине токи вторичных обмоток первых и вторых трансформаторов тока одинаковы. Тогда в соответствии с первым законом Кирхгофа токи трех фазных токовых реле равны нулю, и дифференциальная защита не работает. При коротких замыканиях в зоне защиты, расположенной между первыми и вторыми трансформаторами тока, токи вторичных обмоток первых и вторых трансформаторов тока каких-либо или всех фазных групп не равны между собой. Тогда разность этих токов проходит через соответствующие токовые реле. Они срабатывают, что приводит к отключению выключателя электрической машины [1, с. 335-337, рис.12.3].This three-phase measuring device of the longitudinal differential current protection of an electric machine acts on the executive part of the relay protection. To this end, the first terminals of three current relays acting on the trip of the circuit breaker of the electric machine are connected to each of the phase output terminals of the measuring device. The second terminals of these relays are connected to the second zero terminal of the device connected to its first zero terminal. If the errors of current transformers are not taken into account, then in the absence of internal short circuits in the protected machine, the currents of the secondary windings of the first and second current transformers are the same. Then, in accordance with the first Kirchhoff law, the currents of the three phase current relays are equal to zero, and the differential protection does not work. In case of short circuits in the protection zone located between the first and second current transformers, the currents of the secondary windings of the first and second current transformers of any or all phase groups are not equal to each other. Then the difference of these currents passes through the corresponding current relays. They work, which leads to the disconnection of the circuit breaker of the electric machine [1, p. 335-337, Fig. 12.3].

Это устройство обладает недостатками, главные из которых определяются тем, что в качестве измерительных преобразователей тока в устройстве использованы трансформаторы тока. Первый недостаток - это большая суммарная масса всех трансформаторов тока, входящих в устройство. У таких трансформаторов сопротивление короткого замыкания, приведенное к вторичной обмотке, во много раз больше номинального сопротивления нагрузки вторичной обмотки. Магнитная индукция в сердечнике силовых трансформаторов примерно на порядок превосходит магнитную индукцию в сердечнике трансформатора тока при номинальных значениях первичного тока и сопротивления нагрузки вторичной обмотки. При этом удельная масса трансформатора тока, приходящаяся на единицу мощности нагрузки трансформатора, в сотни и более раз превосходит аналогичный показатель силового трансформатора, при таком же напряжении первичной обмотки.This device has disadvantages, the main of which are determined by the fact that current transformers are used as measuring current transducers in the device. The first drawback is the large total mass of all current transformers included in the device. For such transformers, the short-circuit resistance reduced to the secondary winding is many times greater than the rated load resistance of the secondary winding. Magnetic induction in the core of power transformers is approximately an order of magnitude greater than magnetic induction in the core of the current transformer at nominal values of the primary current and load resistance of the secondary winding. In this case, the specific gravity of the current transformer per unit load power of the transformer is hundreds or more times higher than that of a power transformer, at the same voltage of the primary winding.

Второй недостаток проявляется в том, что при больших значениях токов электрической машины, которые имеют место при пуске двигателя, компенсатора, синхронизации генератора или внешних по отношению к электрической машине коротких замыканиях, дифференциальная токовая защита, содержащая указанное измерительное устройство, работает неправильно. Она, если выполнена без выдержки времени, отключит выключатель электрической машины. Причина этого, весьма существенного, недостатка заключается в наличии у трансформатора тока магнитного сердечника, который при прохождении по первичной обмотке трансформатора тока большого тока, пускового, уравнительного или короткого замыкания сильно насыщается. В основном, такое насыщение вызывается наличием апериодической составляющей у токов перечисленных переходных процессов. При этом многократно возрастает намагничивающий ток, приведенный к вторичной обмотке трансформатора. Этот ток становится соизмеримым с приведенным к вторичной обмотке током первичной обмотки трансформатора тока. Таким образом, при сильном насыщении магнитного сердечника трансформатор уже существенно отличается от идеального измерительного преобразователя тока. Причем из-за разброса параметров магнитных сердечников трансформаторов тока намагничивающие токи первых и вторых трансформаторов тока не одинаковы, и их отличие может быть весьма большим. По этой причине токи реле уже не близки к нулю. Они равны разностям приведенных к вторичной обмотке токов намагничивания первых и вторых трансформаторов тока. Известны способы уменьшения этого вредного действия, которое вызывается насыщением трансформаторов тока. К ним, например, относится введение промежуточных быстронасыщающихся трансформаторов тока [1, с.336]. Такой способ приводит к дополнительному недостатку - задержке в срабатывании защиты на 0,03-0,05 с, но полностью не исключает возможность неверного срабатывания защиты.The second drawback is that at high values of the currents of the electric machine, which occur when starting the engine, compensator, synchronization of the generator or external short circuits with respect to the electric machine, the differential current protection containing the indicated measuring device does not work correctly. She, if performed without a delay, will turn off the switch of the electric machine. The reason for this, a very significant drawback, is that the current transformer has a magnetic core, which, when passing through the primary winding of the transformer, has a high current, starting, equalizing, or short circuit, it is very saturated. Basically, this saturation is caused by the presence of an aperiodic component in the currents of the listed transients. In this case, the magnetizing current multiplied to the secondary winding of the transformer increases many times. This current becomes comparable with the primary current of the current transformer brought to the secondary winding. Thus, with a strong saturation of the magnetic core, the transformer is already significantly different from the ideal measuring current transducer. Moreover, due to the scatter of the parameters of the magnetic cores of the current transformers, the magnetizing currents of the first and second current transformers are not the same, and their difference can be very large. For this reason, the relay currents are no longer close to zero. They are equal to the differences reduced to the secondary winding of the magnetization currents of the first and second current transformers. Known methods for reducing this harmful effect, which is caused by the saturation of current transformers. These, for example, include the introduction of intermediate fast saturable current transformers [1, p.336]. This method leads to an additional drawback - a delay in the protection operation by 0.03-0.05 s, but does not completely exclude the possibility of incorrect protection operation.

Третий недостаток - это увеличенное количество выходов устройства. Оно выполняет одну функцию: обнаружение коротких замыканий в зоне защиты, а подключается к трем входам исполнительного устройства защиты, а именно не к одному реле, а к трем. Это приводит к усложнению и удорожанию продольной дифференциальной токовой защиты.The third drawback is the increased number of device outputs. It performs one function: detection of short circuits in the protection zone, and is connected to three inputs of the protection actuator, namely not to one relay, but to three. This leads to a complication and rise in price of the longitudinal differential current protection.

Четвертый недостаток: устройство-аналог или не защищает от коротких замыканий в фидере, соединяющем защищаемую электрическую машину с ее выключателем, как и в самом этом выключателе, или не позволяет определить, на каком участке зоны защиты произошло короткое замыкание. Первая формулировка четвертого недостатка относится к случаю, когда зона защиты охватывает только защищаемую электрическую машину, а вторая справедлива для расширенной зоны защиты, когда вторые трансформаторы тока расположены возле выключателя защищаемой машины. Вероятность повреждения указанного фидера увеличивается с ростом его длины. Особенно важно устранять этот недостаток при размещении защищаемой электрической машины на судах, когда длина кабеля, соединяющего эту машину с распределительным щитом, может достигать нескольких десятков метров, а кабель проходит через один или большее число сальников в водонепроницаемых переборках. Возникающие из-за вибрации и деформации корпуса судна повреждения кабеля, переходящие в короткие замыкания, чаще всего возникают именно в местах перехода кабеля через переборки судна.Fourth drawback: the analog device either does not protect against short circuits in the feeder connecting the protected electric machine to its switch, as in this switch itself, or does not allow to determine in which section of the protection zone a short circuit occurred. The first formulation of the fourth drawback relates to the case when the protection zone covers only the protected electric machine, and the second is valid for the extended protection zone when the second current transformers are located near the circuit breaker of the protected machine. The probability of damage to the specified feeder increases with its length. It is especially important to eliminate this drawback when placing the protected electric machine on ships, when the cable connecting this machine to the switchboard can reach several tens of meters, and the cable passes through one or more seals in waterproof bulkheads. Cable damages arising due to vibration and deformation of the ship’s hull, which turn into short circuits, most often occur precisely in the places where the cable passes through the ship’s bulkheads.

Известно также измерительное устройство дифференциальной токовой защиты шин, которое выполнено по схеме с уравновешенными напряжениями и является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству.Also known is a measuring device for differential current protection of tires, which is made according to the circuit with balanced voltages and is the closest in technical essence to the claimed device.

Трехфазное измерительное устройство продольной дифференциальной/токовой защиты электрического объекта содержит три группы дифференцирующих индукционных преобразователей тока, по одной группе на каждую фазу защищаемого объекта, и четырехфазный мостовой выпрямитель, выходные зажимы которого являются выходными зажимами устройства, причем в каждую группу указанных преобразователей входят по одному эти преобразователи, которые имеют определенный порядковый номер и состоят из имеющих тот же номер одной обмотки тока и одной катушки, которые индуктивно связаны только между собой, а взаимная индуктивность между ними одинакова для всех дифференцирующих индукционных преобразователей тока всех групп, при этом начала первых обмоток тока подключены к концам токопроводящих жил первого фидера, соединяющего защищаемую электрическую машину с электроэнергетической системой, а концы этих обмоток тока подключены к входным зажимам выключателя защищаемой машины, выходные зажимы которого подключены к началам токопроводящих жил линии для присоединения защищаемой машины к ее выключателю, концы токопроводящих жил которого соединены с началами фазных обмоток защищаемой электрической машины, при этом в каждой группе концы первых и начала вторых катушек подключены к соединительным узлам соответствующей фазы устройства, а концы всех вторых катушек подключены к общему нулевому зажиму устройства, начала первых катушек всех групп и общий нулевой зажим устройства подключены по одному к входным зажимам упомянутого мостового выпрямителя [2].A three-phase measuring device for longitudinal differential / current protection of an electrical object contains three groups of differentiating induction current converters, one group for each phase of the protected object, and a four-phase bridge rectifier, the output terminals of which are the output terminals of the device, and each group of these converters includes one of these converters that have a specific serial number and consist of having the same number of one current winding and one coil, cat which are inductively coupled only to each other, and the mutual inductance between them is the same for all differentiating induction current transformers of all groups, while the beginnings of the first current windings are connected to the ends of the conductive wires of the first feeder connecting the protected electric machine to the electric power system, and the ends of these current windings are connected to the input terminals of the circuit breaker of the protected machine, the output terminals of which are connected to the beginning of the conductive wires of the line for connecting the protected machine to its off a terminal, the ends of the conductive wires of which are connected to the beginnings of the phase windings of the protected electric machine, while in each group the ends of the first and beginning of the second coils are connected to the connecting nodes of the corresponding phase of the device, and the ends of all second coils are connected to the common zero terminal of the device, the beginning of the first coils of all groups and a common zero terminal of the device are connected one at a time to the input terminals of the said bridge rectifier [2].

Устройство-прототип не позволяет определить, на каком участке зоны защиты произошло короткое замыкание в зоне защиты. Оно может быть на первом, основном участке зоны защиты, то есть в самой электрической машине или на втором участке, включающем выключатель машины и линию для присоединения защищаемой машины к этому выключателю. Действия защиты и обслуживающего персонала после внутренних коротких замыканий на этих двух участках имеют отличия. Можно устранить этот недостаток, если использовать не одно, а два устройства продольной дифференциальной токовой защиты: одно - для самой электрической машины, а другое - для выключателя и линии для присоединения защищаемой машины к этому выключателю. Такое решение приведет к увеличению сложности и стоимости защиты в два раза. Из-за относительно редких внутренних коротких замыканий в этих двух зонах защиты такое решение является нецелесообразным с экономической точки зрения.The prototype device does not allow to determine in which section of the protection zone there was a short circuit in the protection zone. It can be in the first, main section of the protection zone, that is, in the electric machine itself or in the second section, including the machine switch and a line for connecting the protected machine to this switch. The actions of protection and maintenance personnel after internal short circuits in these two areas are different. This drawback can be eliminated if not one but two longitudinal differential current protection devices are used: one for the electric machine itself, and the other for the circuit breaker and the line for connecting the protected machine to this switch. Such a solution will double the complexity and cost of protection. Due to the relatively rare internal short circuits in these two protection zones, this solution is not feasible from an economic point of view.

Поэтому выполнение одним устройством и защиты от внутренних повреждений, и диагностической операции по выявлению участка, на котором произошло замыкание, является полезным свойством продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины.Therefore, the execution by one device of both protection against internal damage and a diagnostic operation to identify the area on which the circuit occurred is a useful property of the longitudinal differential current protection of an electric machine.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение функций устройства продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины.The problem to which the invention is directed is to expand the functions of a device for longitudinal differential current protection of an electric machine.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в расширении функций устройства продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины, а именно в защите от внутренних коротких замыканий на двух участках зоны защиты: первый участок - сама электрическая машина, второй участок - выключатель, подключающий ее к электроэнергетической системе, и линия для присоединения защищаемой машины к этому выключателю, а также в получении информации о том, на каком из двух участках зоны защиты произошло внутреннее короткое замыкание, одновременно с моментом срабатывания устройства продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины. Кроме того, применение дифференцирующих индукционных преобразователей тока всего с тремя (первые, вторые и третьи) порядковыми номерами обеспечивает сокращение количества элементов, входящих в трехфазное измерительное устройство продольной дифференциальной токовой защиты, и снижение их суммарной стоимости.The technical result that is achieved in solving the problem is expressed in expanding the functions of the device for longitudinal differential current protection of an electric machine, namely in protecting it from internal short circuits in two parts of the protection zone: the first section is the electric machine itself, the second section is the switch connecting it to the electric power system, and a line for connecting the protected machine to this switch, as well as in obtaining information on which of the two parts of the protection zone occurred morning short circuit, simultaneously with the moment of operation of the device for longitudinal differential current protection of an electric machine. In addition, the use of differentiating induction current converters with only three (first, second and third) serial numbers provides a reduction in the number of elements included in a three-phase measuring device for longitudinal differential current protection and a decrease in their total cost.

Поставленная задача достигается тем, что в трехфазное измерительное устройство продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины, содержащее три группы дифференцирующих индукционных преобразователей тока, по одной группе на каждую фазу защищаемого объекта, и четырехфазный мостовой выпрямитель, выходные зажимы которого являются выходными зажимами устройства, причем в каждую группу указанных преобразователей входят по одному эти преобразователи, которые имеют определенный порядковый номер и состоят из имеющих тот же номер одной обмотки тока и одной катушки, которые индуктивно связаны только между собой, а взаимная индуктивность между ними одинакова для всех дифференцирующих индукционных преобразователей тока всех групп, при этом начала первых обмоток тока подключены к концам токопроводящих жил фидера, соединяющего защищаемую электрическую машину с электроэнергетической системой, а концы этих обмоток тока подключены к входным зажимам выключателя защищаемой машины, выходные зажимы которого подключены к началам токопроводящих жил линии для присоединения защищаемой машины к этому выключателю/ концы токопроводящих жил этой линии соединены с началами фазных обмоток защищаемой электрической машины, при этом в каждой группе концы первых и начала вторых катушек подключены к соединительным узлам соответствующей фазы устройства, а концы всех вторых катушек подключены к общему нулевому зажиму устройства, начала первых катушек всех групп и общий нулевой зажим устройства подключены по одному к входным зажимам упомянутого мостового выпрямителя, дополнительно введены второй четырехфазный мостовой выпрямитель, выходные зажимы которого являются вторыми выходными зажимами устройства, и три третьих дифференцирующих индукционных преобразователя тока, причем начала вторых обмоток тока подключены к общему нулевому зажиму защищаемой электрической машины, а концы этих обмоток тока соединены с концами соответствующих фазных обмоток этой машины, начала которых подключены к концам соответствующих третьих обмоток тока, начала которых непосредственно подключены к концам соответствующих по фазе токопроводящих жил линии для присоединения защищаемой машины к ее выключателю, при этом входные зажимы второго выпрямителя подключены по одному к общему нулевому зажиму устройства и началам третьих катушек всех групп, концы которых подключены к упомянутым соединительным узлам соответствующей фазы устройства.The task is achieved in that in a three-phase measuring device for longitudinal differential current protection of an electric machine, containing three groups of differentiating induction current converters, one group for each phase of the protected object, and a four-phase bridge rectifier, the output terminals of which are the output terminals of the device, each a group of these converters includes one each of these converters, which have a specific serial number and consist of having the same n The meter of one current winding and one coil, which are inductively coupled only to each other, and the mutual inductance between them is the same for all differentiating induction current converters of all groups, while the beginnings of the first current windings are connected to the ends of the conductors of the feeder connecting the protected electric machine to the electric power system and the ends of these current windings are connected to the input terminals of the circuit breaker of the machine to be protected, the output terminals of which are connected to the beginning of the conductive wires of the line for connecting the voltage of the protected machine to this switch / the ends of the conductive wires of this line are connected to the beginnings of the phase windings of the protected electric machine, while in each group the ends of the first and beginning of the second coils are connected to the connecting nodes of the corresponding phase of the device, and the ends of all second coils are connected to a common zero terminal devices, the beginning of the first coils of all groups and the common zero terminal of the device are connected one at a time to the input terminals of the said bridge rectifier, an additional four-phase a bridge rectifier, the output terminals of which are the second output terminals of the device, and three third differentiating induction current converters, the beginnings of the second current windings being connected to the common zero terminal of the protected electrical machine, and the ends of these current windings being connected to the ends of the corresponding phase windings of this machine, the beginnings of which connected to the ends of the corresponding third current windings, the beginnings of which are directly connected to the ends of the phase conductive wires corresponding to the phase for Connections to the protected machines of its switch, the input terminals of the second rectifier is connected on one terminal to a common zero apparatus and beginning of the third group of coils, the ends of which are connected to said connecting device nodes corresponding phase.

Сопоставительный анализ существенных признаков с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the essential features with the essential features of analogues and prototype indicates its compliance with the criterion of "novelty."

При этом отличительные признаки предлагаемого решения выполняют следующие функциональные задачи.In this case, the distinguishing features of the proposed solution perform the following functional tasks.

Признаки, указывающие, что дополнительно введен второй четырехфазный мостовой выпрямитель «выходные зажимы которого являются вторыми выходными зажимами устройства, и три третьих дифференцирующих индукционных преобразователей тока…» и «… начала фазных обмоток электрической машины подключены к концам соответствующих третьих обмоток тока, начала которых непосредственно подключены к концам соответствующих по фазе токопроводящих жил линии для присоединения защищаемой машины к ее выключателю, при этом входные зажимы второго выпрямителя подключены по одному к общему нулевому зажиму устройства и началам третьих катушек всех групп, концы которых подключены к упомянутым соединительным узлам соответствующей фазы устройства…» обеспечивают выделение из общей зоны защиты ее основной части. Общая зона защиты состоит из электрической машины, линии для присоединения защищаемой машины к ее выключателю и самого этого выключателя и осуществляется с помощью первых и вторых дифференцирующих индукционных преобразователей тока. В основную часть зоны защиты входит только электрическая машина. Защита основной зоны осуществляется с помощью первых и третьих дифференцирующих индукционных преобразователей тока. Таким образом, путем применения дифференцирующих индукционных преобразователей тока всего с тремя (первые, вторые и третьи), а не четырьмя (первые, вторые, третьи и четвертые) порядковыми номерами удается осуществлять продольную дифференциальную токовую защиту на двух участках зоны защиты: на всей зоне и на ее основной части. При этом исключается время на выявление той части зоны защиты, на которой произошло внутреннее короткое замыкание. Тем самым снижаются количество элементов, входящих в трехфазное измерительное устройство продольной дифференциальной токовой защиты, и их суммарная стоимость.Signs indicating that a second four-phase bridge rectifier “the output terminals of which are the second output terminals of the device, and three third differentiating induction current converters ...” and “... the beginning of the phase windings of the electric machine are connected to the ends of the corresponding third current windings, the beginning of which are directly connected, is additionally introduced to the ends of the phase conductive wires corresponding to the phase for connecting the protected machine to its switch, while the input terminals of the second will straighten la are connected one to the total zero terminal apparatus and beginning of the third coils of all groups, the ends of which are connected to said connecting device nodes corresponding phase ... 'provide isolation from the general protection of its main part area. The general protection zone consists of an electric machine, a line for connecting the protected machine to its circuit breaker and this circuit breaker itself and is carried out using the first and second differentiating induction current converters. The main part of the protection zone includes only an electric machine. The protection of the main zone is carried out using the first and third differentiating induction current converters. Thus, by using differentiating induction current transformers with only three (first, second, and third), and not four (first, second, third, and fourth) serial numbers, it is possible to carry out longitudinal differential current protection in two parts of the protection zone: in the entire zone and on its main part. This eliminates the time to identify that part of the protection zone where the internal short circuit occurred. This reduces the number of elements included in the three-phase measuring device of the longitudinal differential current protection, and their total cost.

Признаки: «…начала вторых обмоток тока подключены к общему нулевому зажиму защищаемой электрической машины, а концы этих обмоток тока соединены с концами соответствующих фазных обмоток этой машины…» позволяют заменить объект защиты устройства-прототипа на электрическую машину. Для этого отходящая линия со встроенными в нее обмотками тока вторых дифференцирующих преобразователей тока заменяется присоединением концов обмотки электрической машины к ее нулевому зажиму через вторые обмотки тока.Signs: "... the beginning of the second current windings are connected to the common zero terminal of the protected electric machine, and the ends of these current windings are connected to the ends of the corresponding phase windings of this machine ..." allow you to replace the object of protection of the prototype device with an electric machine. For this, the outgoing line with the current windings of the second differentiating current converters integrated in it is replaced by connecting the ends of the windings of the electric machine to its zero terminal through the second current windings.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, где представлена принципиальная схема трехфазного измерительного устройства продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины.The invention is illustrated in figure 1, which presents a schematic diagram of a three-phase measuring device for longitudinal differential current protection of an electric machine.

Защищаемая электрическая машина 1 подключена к трехфазной электроэнергетической системе с помощью фидера 2, выключателя 3 и линии 4 для присоединения защищаемой машины 1 к этому выключателю. Совокупность перечисленных компонентов (1, 2, 3, 4) образует рассматриваемый электротехнический комплекс. Фазы этого комплекса имеют буквенные обозначения: А, В, С. Трехфазное измерительное устройство продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины содержит три группы первых 5, вторых 6 и третьих 7 дифференцирующих индукционных преобразователей тока, по одной группе на каждую фазу защищаемой машины, а также первый 8 и второй 9 четырехфазный мостовой выпрямитель. Выходные зажимы 10 и 11 мостовых выпрямителей 8 и 9 являются соответственно первыми и вторыми выходными зажимами устройства. Дифференцирующие индукционные преобразователи 5, 6 и 7 тока состоят соответственно из первых 12, вторых 13 и третьих 14 обмоток тока, а также первых 15, вторых 16 и третьих 17 катушек. Обмотки тока и катушки, входящие в состав любой фазной группы любых из дифференцирующих индукционных преобразователей 5, 6 и 7 тока, индуктивно связаны только между собой, а взаимная индуктивность между ними одинакова для всех дифференцирующих индукционных преобразователей тока устройства. Начала вторых обмоток 13 тока присоединены к общему нулевому зажиму 18 защищаемой электрической машины 1. Концы вторых обмоток 13 тока подключены к концам 19 фазных обмоток этой машины, начала 20 которых подключены к концам третьих обмоток 14 тока. Начала третьих обмоток 14 тока через токопроводящие жилы 21 линии 4 подключены к выходным зажимам 22 выключателя 3. Входные зажимы 23 этого выключателя соединены с концами первых обмоток 12, начала которых подключены к концам токопроводящих жил 24 фидера 2. Для каждой группы дифференцирующих индукционных преобразователей тока концы вторых катушек 16 присоединены к общему нулевому зажиму 25 устройства, а начала этих катушек, концы первых катушек 15 и концы третьих катушек 17 подключены к соединительным узлам 26 соответствующей фазы устройства. Общий нулевой зажим 25 устройства подключен к нулевому входному зажиму 27 первого мостового выпрямителя 8. К фазным входным зажимам 28 этого выпрямителя подключены по одному начала первых катушек 15 всех трех групп. Аналогичным образом общий нулевой зажим 25 устройства подключен к нулевому входному зажиму 29 второго мостового выпрямителя 9. Начала же третьих катушек 17 всех трех групп подключены по одному к фазным входным зажимам 30 этого выпрямителя.The protected electric machine 1 is connected to a three-phase electric power system using a feeder 2, switch 3 and line 4 for connecting the protected machine 1 to this switch. The combination of the listed components (1, 2, 3, 4) forms the considered electrical complex. The phases of this complex are marked with letters: A, B, C. A three-phase measuring device for longitudinal differential current protection of an electric machine contains three groups of the first 5, second 6 and third 7 differentiating induction current converters, one group for each phase of the protected machine, as well as the first 8 and second 9 four-phase bridge rectifier. The output terminals 10 and 11 of the bridge rectifiers 8 and 9 are respectively the first and second output terminals of the device. Differentiating induction current converters 5, 6 and 7 consist of the first 12, second 13 and third 14 current windings, as well as the first 15, second 16 and third 17 coils, respectively. The current windings and coils, which are part of any phase group of any of the differentiating induction current converters 5, 6 and 7, are inductively coupled only to each other, and the mutual inductance between them is the same for all differentiating induction current converters of the device. The beginning of the second current windings 13 are connected to the common zero terminal 18 of the protected electrical machine 1. The ends of the second current windings 13 are connected to the ends 19 of the phase windings of this machine, the beginning 20 of which are connected to the ends of the third current windings 14. The beginning of the third current windings 14 through the conductive wires 21 of the line 4 are connected to the output terminals 22 of the switch 3. The input terminals 23 of this switch are connected to the ends of the first windings 12, the beginnings of which are connected to the ends of the conductive wires 24 of the feeder 2. For each group of differentiating induction current converters, the ends second coils 16 are connected to the common zero terminal 25 of the device, and the beginning of these coils, the ends of the first coils 15 and the ends of the third coils 17 are connected to the connecting nodes 26 of the corresponding phase of the device. The common zero terminal 25 of the device is connected to the zero input terminal 27 of the first bridge rectifier 8. To the phase input terminals 28 of this rectifier are connected one at the beginning of the first coils 15 of all three groups. Similarly, the common zero terminal 25 of the device is connected to the zero input terminal 29 of the second bridge rectifier 9. The beginning of the third coils 17 of all three groups are connected one at a time to the phase input terminals 30 of this rectifier.

Общая зона защиты состоит из электрической машины 1, линии 4 для присоединения защищаемой машины к ее выключателю 3 и самого этого выключателя и осуществляется с помощью первых 5 и вторых 6 дифференцирующих индукционных преобразователей тока. Границами общей зоны защиты являются концы первых 12 и концы вторых 13 обмоток тока дифференцирующих индукционных преобразователей тока.The general protection zone consists of an electric machine 1, line 4 for connecting the protected machine to its switch 3 and this switch itself and is carried out using the first 5 and second 6 differentiating induction current converters. The boundaries of the common protection zone are the ends of the first 12 and the ends of the second 13 of the current windings of differentiating induction current converters.

В основной участок зоны защиты входит только электрическая машина 3. Защита основного участка осуществляется с помощью первых 5 и третьих 7 дифференцирующих индукционных преобразователей тока. Границами основного участка зоны защиты являются концы вторых 13 и концы третьих 14 обмоток тока дифференцирующих индукционных преобразователей тока.Only the electric machine 3 is included in the main section of the protection zone. The main section is protected using the first 5 and third 7 differentiating induction current converters. The boundaries of the main section of the protection zone are the ends of the second 13 and the ends of the third 14 of the current windings of the differentiating induction current converters.

Трехфазное измерительное устройство продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины, принципиальная схема которого показана на фиг.1, работает следующим образом.A three-phase measuring device for longitudinal differential current protection of an electric machine, the circuit diagram of which is shown in figure 1, operates as follows.

Примем в качестве условного положительного направления токов линий, которое соответствует направлению стрелок на фиг.1.We take as a conditional positive direction of the line currents, which corresponds to the direction of the arrows in figure 1.

Ток i, проходящий по обмотке тока дифференцирующего индукционного преобразователя тока, наводит в катушке этого преобразователя, связь которой с обмоткой тока определяется взаимной индуктивностью М, ЭДС, мгновенное значение е которой пропорционально производной этого тока по времени t:The current i passing through the current winding of the differentiating induction current transducer induces in the coil of this converter, the connection of which with the current winding is determined by the mutual inductance M, EMF, the instantaneous value of which is proportional to the derivative of this current with respect to time t:

Figure 00000001
Figure 00000001

При отсутствии коротких замыканий в общей зоне защиты для каждой фазы равны все токи: i1, i2 и i3, проходящие по обмоткам 12, 13 и 14 тока. Токи i1 и i3 входят в начала обмоток 12 и 14 тока, а ток i2 входит в конец обмотки 13 тока. Если ток положительного направления входит в начало обмотки тока дифференцирующего индукционного преобразователя тока, то у ЭДС, которая наводится этим током в катушке этого преобразователя, положительным является направление от конца катушки к ее началу. Для принятых условий при пренебрежении малыми отличиями значений взаимных индуктивностей М дифференцирующих индукционных преобразователей 5, 6 и 7 для всех фазных групп справедливы следующие выражения:In the absence of short circuits in the common protection zone for each phase, all currents are equal: i 1 , i 2 and i 3 passing through the current windings 12, 13 and 14. The currents i 1 and i 3 enter the beginning of the current windings 12 and 14, and the current i 2 enters the end of the current winding 13. If the current of the positive direction enters the beginning of the current winding of the differentiating induction current transducer, then the direction from the end of the coil to its beginning is positive for the EMF, which is induced by this current in the coil of this converter. For the accepted conditions, neglecting small differences in the values of the mutual inductances M of the differentiating induction converters 5, 6 and 7 for all phase groups, the following expressions are true:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Активные и индуктивные сопротивления катушек дифференцирующих индукционных преобразователей 5, 6 и 7 тока пренебрежимо малы по сравнению с сопротивлениями нагрузки, подключенной к выходам 10 и 11 четырехфазных выпрямителей 8 и 9. Поэтому указанные преобразователи работают практически в режиме холостого хода. При этом напряжения uin8 и uin9, подводимые между нулевыми входными зажимам 27 и 29 выпрямителей 8 и 9 и фазными входными зажимами 28 и 30, равны суммам ЭДС, которые определяются выражениями (2) и (3):The active and inductive resistances of the coils of the differentiating induction converters 5, 6 and 7 of the current are negligible in comparison with the load resistances connected to the outputs 10 and 11 of the four-phase rectifiers 8 and 9. Therefore, these converters operate almost in idle mode. In this case, the voltages u in8 and u in9 supplied between the zero input terminals 27 and 29 of the rectifiers 8 and 9 and the phase input terminals 28 and 30 are equal to the sums of the EMF, which are determined by expressions (2) and (3):

Figure 00000004
Figure 00000004

Таким образом, при отсутствии коротких замыканий в общей зоне защиты входные uin8 и uin9 и, следовательно, выходные uout8 и uout9 напряжения выпрямителей 8 и 9 равны нулю. Так как последние напряжения являются управляющими сигналами исполнительной части продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины, то реле, входящие в исполнительную часть защиты, не действуют ни на отключение автоматического выключателя, ни на сигнал, привлекающий внимание обслуживающего персонала.Thus, in the absence of short circuits in the common protection zone, the input u in8 and u in9 and, therefore, the output u out8 and u out9 of the voltage of the rectifiers 8 and 9 are equal to zero. Since the last voltages are the control signals of the executive part of the longitudinal differential current protection of the electric machine, the relays included in the executive part of the protection do not act either on the tripping of the circuit breaker or on a signal that attracts the attention of maintenance personnel.

Короткие замыкания внутри зоны защиты разделяются на одно-, двух- и трехфазные. При однофазных коротких замыканиях на землю начальное значение тока короткого замыкания ik равно отношению начального значения напряжения между общим нулевым зажимом 18 защищаемой электрической машины и точкой повреждения изоляции к сопротивлению R цепи между этой точкой и землей. При коротком замыкании в первом, основном, участке зоны защиты, то есть внутри электрической машины 1, действующее значение для начального напряжения в точке повреждения в зависимости от расположения этой точки изменяется от нуля до номинального фазного напряжения UФ машины 1. Во втором участке общей зоны защиты действующее значение для начального напряжения в точке повреждения равно номинальному фазному напряжению машины 1. В сетях с изолированной нейтралью действующее значение установившегося тока однофазного короткого замыкания снижается до следующего значения:Short circuits inside the protection zone are divided into single, two and three phase. In case of single-phase earth faults, the initial value of the short-circuit current i k is equal to the ratio of the initial voltage value between the common zero terminal 18 of the protected electrical machine and the point of insulation damage to the circuit resistance R between this point and ground. In case of a short circuit in the first, basically, section of the protection zone, that is, inside the electrical machine 1, the effective value for the initial voltage at the fault point, depending on the location of this point, changes from zero to the rated phase voltage U Ф of machine 1. In the second section of the common zone of protection, the effective value for the initial voltage at the point of damage is equal to the rated phase voltage of machine 1. In networks with isolated neutral, the effective value of the steady-state current of a single-phase short circuit below presses to the following value:

Figure 00000005
Figure 00000005

где k - коэффициент, лежащий в пределах от 0 до 1 и зависящий от места короткого замыкания, ХС∑ - это модуль сопротивления, которое является обратной величиной суммы распределенных емкостных проводимостей всех трех фаз электроэнергетической системы относительно земли при частоте источника напряжения этой системы. В сети с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор, при его идеальной, резонансной, настройке, когда модуль индуктивного сопротивления реактора равен ХС∑, действующее значение установившегося тока однофазного короткого замыкания снижается до нуля.where k is a coefficient ranging from 0 to 1 and depending on the location of the short circuit, X С∑ is the resistance modulus, which is the reciprocal of the sum of the distributed capacitive conductivities of all three phases of the electric power system relative to the earth at the frequency of the voltage source of this system. In a network with a neutral grounded through an arcing reactor, when it is perfectly resonant, when the inductive reactance module is equal to X С∑ , the effective value of the steady-state current of a single-phase short circuit decreases to zero.

Максимальные значения токов однофазных коротких замыканий на землю в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью невелики (не более нескольких десятков ампер). Указанное обстоятельство, а также быстрое снижение этих токов приводят к тому, что продольная дифференциальная токовая защиты электрической машины при использовании измерительного устройства-аналога, выполненного на основе трансформаторов тока с применением выдержки времени для исключения ложных срабатываний защиты, не отключает защищаемую машину после возникновения однофазного короткого замыкания на землю.The maximum values of the currents of single-phase earth faults in networks with an isolated or grounded neutral through an arcing reactor are small (no more than several tens of amperes). This circumstance, as well as the rapid reduction of these currents, leads to the fact that the longitudinal differential current protection of an electric machine using an analog measuring device based on current transformers using a time delay to eliminate false protection trips does not turn off the protected machine after a single-phase short circuit occurs earth fault.

Предлагаемое устройство лишено такого недостатка, так как не нуждается в применении выдержки времени при срабатывании защиты. Чувствительность предлагаемого устройства может быть высокой, она ограничивается только исходящим из требования по обеспечению селективности защиты допустимым отклонением ΔМ значения взаимной индуктивности между обмоткой тока и катушкой дифференцирующего индукционного преобразователя тока. При наличии в основной зоне защиты тока однофазного короткого замыкания ik имеют место следующие уравнения, справедливые только для катушек группы, относящейся к этой фазе:The proposed device is devoid of such a disadvantage, since it does not need to apply a time delay when the protection is triggered. The sensitivity of the proposed device can be high, it is limited only by the requirement to ensure protection selectivity by an acceptable deviation ΔM of the mutual inductance between the current winding and the coil of the differentiating induction current transducer. If there is a single-phase short circuit i k in the main protection zone of the current, the following equations hold true only for the coils of the group belonging to this phase:

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Если же короткое замыкание произошло во второй зоне защиты, то напряжение uin9 останется равным нулю.If a short circuit occurs in the second protection zone, then the voltage u in9 will remain equal to zero.

Таким образом, если короткое замыкание произошло в обмотке электрической машины, то появляются напряжении и на выходных зажимах 10 выпрямителя 8, и на выходных зажимах 11 выпрямителя 9. Если же короткое замыкание произошло внутри второго участка зоны защиты, то на выходных зажимах 11 выпрямителя 9 напряжение будет отсутствовать, оно появится только на выходных зажимах 10 выпрямителя 8. Тем самым подтверждается возможность применения предлагаемого устройства для выявления того участка зоны защиты, на котором произошло короткое замыкание.Thus, if a short circuit occurred in the winding of an electric machine, then voltage appears both on the output terminals 10 of the rectifier 8 and on the output terminals 11 of the rectifier 9. If a short circuit occurs inside the second section of the protection zone, then the voltage on the output terminals 11 of the rectifier 9 will be absent, it will appear only on the output terminals 10 of the rectifier 8. This confirms the possibility of using the proposed device to identify the portion of the protection zone where a short circuit occurred.

Минимальный порог срабатывания защиты Uin,min - это напряжение, которое должно превзойти максимальное значение напряжения, подводимого к входным зажимам мостовых выпрямителей 8 и 9, чтобы вызвать срабатывание защиты. Этот порог находится при соблюдении трех следующих условий:The minimum protection threshold U in, min is the voltage that must exceed the maximum voltage supplied to the input terminals of the bridge rectifiers 8 and 9 in order to cause the protection to trip. This threshold is subject to the following three conditions:

действующее значение тока, проходящего по обмоткам тока дифференцирующих индукционных преобразователей тока, равно номинальному току In защищаемой машины;the effective value of the current passing through the current windings of the differentiating induction current converters is equal to the rated current I n of the protected machine;

форма этого тока - синусоидальная, а круговая частота тока равна ω;the shape of this current is sinusoidal, and the circular frequency of the current is equal to ω;

взаимная индуктивность первых 5 (или третьих 7) дифференцирующих индукционных преобразователей тока больше номинального значения М на ΔM, а у вторых 6 - настолько же меньше.the mutual inductance of the first 5 (or third 7) differentiating induction current converters is greater than the nominal value of M by ΔM, and in the second 6 it is also less.

Из этих условий получаем:From these conditions we obtain:

Figure 00000008
Figure 00000008

Можно, пренебрегая производной апериодической составляющей тока ik короткого замыкания и полагая, что периодическая составляющая этого тока имеет ту же круговую частоту ω, найти минимальное действующее значение Ik,min этого тока:It is possible, neglecting the derivative of the aperiodic component of the short-circuit current i k and assuming that the periodic component of this current has the same circular frequency ω, to find the minimum effective value I k, min of this current:

Figure 00000009
Figure 00000009

Из выражений (8) и (9) находится чувствительность защиты - минимальное относительное значение тока Ik,min короткого замыкания, в долях от номинального тока

Figure 00000010
From expressions (8) and (9) is the sensitivity of protection - the minimum relative value of the current I k, min short circuit, in fractions of the rated current
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Защита сработает, если относительное значение тока короткого замыкания превзойдет два относительных значения допустимого отклонения взаимной индуктивности М. Выражение (10) показывает, что предлагаемое устройство может обеспечить высокую, вполне достаточную чувствительность. Вполне реально можно изготавливать дифференцирующие индукционные преобразователи тока с разбросом взаимной индуктивности в пределах не более ±0,01М, при этом минимальный ток короткого замыкания, который еще сможет обнаружить предлагаемое устройство, составляет всего 2% от номинального тока защищаемого объекта.The protection will work if the relative value of the short circuit current exceeds two relative values of the permissible deviation of the mutual inductance M. Expression (10) shows that the proposed device can provide high, quite sufficient sensitivity. It is quite possible to produce differentiating induction current converters with a spread of mutual inductance within no more than ± 0.01 M, while the minimum short-circuit current that the proposed device can still detect is only 2% of the rated current of the protected object.

Следует иметь в виду, что возможность использования выражения (8) ограничена условием: минимальный порог Uin,min должен заметно превосходить удвоенное значение импульсного падения напряжения ΔUd в открытом состоянии диодов, из которых собраны выпрямители 8 и 9. Для выполнения этого условия выражение (9) заменяется другим:It should be borne in mind that the possibility of using expression (8) is limited by the condition: the minimum threshold U in, min should significantly exceed the doubled value of the pulse voltage drop ΔU d in the open state of the diodes from which the rectifiers 8 and 9 are assembled. To fulfill this condition, the expression ( 9) is replaced by another:

Figure 00000012
Figure 00000012

где kr - коэффициент запаса. Выражение (11) позволяет определить минимальное действующее значение Ik,min тока короткого замыкания при заданном значении взаимной индукции:where k r is the safety factor. Expression (11) allows you to determine the minimum effective value I k, min of the short circuit current at a given value of mutual induction:

Figure 00000013
Figure 00000013

или выбрать значение взаимной индукции для обеспечения заданного значения Ik,min:or choose a value of mutual induction to ensure a given value of I k, min :

Figure 00000014
Figure 00000014

Если в зоне защиты произошло двухфазное короткое замыкание через сопротивление R цепи между двумя точками короткого замыкания, то действующее значение этого тока находится по выражению:If a two-phase short circuit occurs in the protection zone through the resistance R of the circuit between two points of a short circuit, then the effective value of this current is found by the expression:

Figure 00000015
Figure 00000015

где Uл - линейное напряжение в электроэнергетической системе, k - коэффициент, зависящий от места короткого замыкания. При коротком замыкании в первом, основном участке зоны защиты, то есть внутри электрической машины 1, этот коэффициент в зависимости от расположения этой точки изменяется от нуля до единицы. Во втором участке зоны защиты k=1.where U l is the linear voltage in the electric power system, k is a coefficient depending on the location of the short circuit. With a short circuit in the first, main part of the protection zone, that is, inside the electric machine 1, this coefficient, depending on the location of this point, changes from zero to one. In the second section of the protection zone k = 1.

При таком же, что и при однофазном коротком замыкании на землю, значении сопротивления R и прочих равных условиях ток двухфазного короткого замыкания в 3

Figure 00000016
раз больше тока однофазного короткого замыкания на землю.With the same as with a single-phase short circuit to ground, the value of resistance R and other conditions being equal, the current of a two-phase short circuit in 3
Figure 00000016
times the current of a single-phase earth fault.

При симметричном трехфазном коротком замыкании в зоне защиты через три равных между собой междуфазных сопротивления R действующее значение фазного тока короткого замыкания находится по выражению:With a symmetric three-phase short circuit in the protection zone through three equal interphase resistances R, the effective value of the phase short-circuit current is found by the expression:

Figure 00000017
Figure 00000017

При таком же, что и при однофазном или двухфазном коротком замыкании на землю, значении сопротивления R и прочих равных условиях ток трехфазного короткого замыкания в 3

Figure 00000018
раз больше тока двухфазного короткого замыкания и в три раза больше, чем ток однофазного замыкания на землю.With the same as with a single-phase or two-phase short circuit to ground, the value of resistance R and other conditions being equal, the current of a three-phase short circuit in 3
Figure 00000018
times the current of a two-phase short circuit and three times more than the current of a single-phase earth fault.

Из результатов сравнения токов одно-, двух- и трехфазных коротких замыканий в зоне защиты следует, что предлагаемое устройство лучше, чем при однофазном замыкании на землю, выявляет двух- и трехфазные замыкания. Обнаруживаются короткие замыкания при больших значениях сопротивлений между точками короткого замыкания, то есть на более ранней стадии процесса разрушения электрической изоляции.From the results of comparing the currents of one-, two- and three-phase short circuits in the protection zone, it follows that the proposed device is better than two-phase and three-phase short circuits to earth. Short circuits are detected at high resistance values between the short circuit points, that is, at an earlier stage of the process of destruction of electrical insulation.

Источники информацииInformation sources

1. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 1991. - 496 с. (Аналог - С.335-337, рис.12.3).1. Andreev V.A. Relay protection and automation of power supply systems: Textbook. for universities. - M .: Higher. school, 1991 .-- 496 p. (Analog - S.335-337, Fig. 12.3).

2. Патент РФ №2401496 С1. Измерительное устройство дифференциальной токовой защиты шин. Заявл. 08.07.2009, опуб. 10.08.2010. Бюл. №22. - Прототип.2. RF patent No. 2401496 C1. Measuring device for differential current protection of tires. Claim 07/08/2009, publ. 08/10/2010. Bull. Number 22. - The prototype.

Claims (1)

Трехфазное измерительное устройство продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины, содержащее три группы дифференцирующих индукционных преобразователей тока, по одной группе на каждую фазу защищаемого объекта, и четырехфазный мостовой выпрямитель, выходные зажимы которого являются выходными зажимами устройства, причем в каждую группу указанных преобразователей входят по одному эти преобразователи, которые имеют определенный порядковый номер и состоят из имеющих тот же номер одной обмотки тока и одной катушки, которые индуктивно связаны только между собой, а взаимная индуктивность между ними одинакова для всех дифференцирующих индукционных преобразователей тока всех групп, при этом начала первых обмоток тока подключены к концам токопроводящих жил первого фидера, соединяющего защищаемую электрическую машину с электроэнергетической системой, а концы этих обмоток тока подключены к входным зажимам выключателя защищаемой машины, выходные зажимы которого подключены к началам токопроводящих жил линии для присоединения защищаемой машины к ее выключателю, концы токопроводящих жил которого соединены с началами фазных обмоток защищаемой электрической машины, при этом в каждой группе концы первых и начала вторых катушек подключены к соединительным узлам соответствующей фазы устройства, а концы всех вторых катушек подключены к общему нулевому зажиму устройства, начала первых катушек всех групп и общий нулевой зажим устройства подключены по одному к входным зажимам упомянутого мостового выпрямителя, отличающееся тем, что в него дополнительно введены второй четырехфазный мостовой выпрямитель, выходные зажимы которого являются вторыми выходными зажимами устройства, и три третьих дифференцирующих индукционных преобразователя тока, причем начала вторых обмоток тока подключены к общему нулевому зажиму защищаемой электрической машины, а концы этих обмоток тока соединены с концами соответствующих фазных обмоток этой машины, начала которых подключены к концам соответствующих третьих обмоток тока, начала которых непосредственно подключены к концам соответствующих по фазе токопроводящих жил линии для присоединения защищаемой машины к ее выключателю, при этом входные зажимы второго выпрямителя подключены по одному к общему нулевому зажиму устройства и началам третьих катушек всех групп, концы которых подключены к упомянутым соединительным узлам соответствующей фазы устройства. A three-phase measuring device for longitudinal differential current protection of an electric machine, containing three groups of differentiating induction current converters, one group for each phase of the protected object, and a four-phase bridge rectifier, the output terminals of which are the output terminals of the device, and each group of these converters includes one of these converters that have a specific serial number and consist of having the same number of one current winding and one coil, which are inductively coupled only to each other, and the mutual inductance between them is the same for all differentiating induction current transformers of all groups, while the beginnings of the first current windings are connected to the ends of the conductive wires of the first feeder connecting the protected electric machine to the electric power system, and the ends of these current windings are connected to the input terminals of the circuit breaker of the machine to be protected, the output terminals of which are connected to the beginning of the conductive wires of the line for connecting the machine to be protected to its off a terminal, the ends of the conductive wires of which are connected to the beginnings of the phase windings of the protected electric machine, while in each group the ends of the first and beginning of the second coils are connected to the connecting nodes of the corresponding phase of the device, and the ends of all second coils are connected to the common zero terminal of the device, the beginning of the first coils of all groups and a common zero terminal of the device are connected one at a time to the input terminals of said bridge rectifier, characterized in that a second four-phase bridge in a rectifier, the output terminals of which are the second output terminals of the device, and three third differentiating induction current converters, the beginning of the second current windings being connected to the common zero terminal of the protected electrical machine, and the ends of these current windings being connected to the ends of the corresponding phase windings of this machine, the beginning of which are connected to the ends of the corresponding third current windings, the beginnings of which are directly connected to the ends of the phase-conductive wires of the line for connection aschischaemoy machine to its switch, wherein the input terminals of the second rectifier is connected on one terminal to a common zero apparatus and beginning of the third group of coils, the ends of which are connected to said connecting device nodes corresponding phase.
RU2014111956/07A 2014-03-27 2014-03-27 Three-phase meter of electrical machine longitudinal differential current protection RU2544012C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014111956/07A RU2544012C1 (en) 2014-03-27 2014-03-27 Three-phase meter of electrical machine longitudinal differential current protection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014111956/07A RU2544012C1 (en) 2014-03-27 2014-03-27 Three-phase meter of electrical machine longitudinal differential current protection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2544012C1 true RU2544012C1 (en) 2015-03-10

Family

ID=53290368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014111956/07A RU2544012C1 (en) 2014-03-27 2014-03-27 Three-phase meter of electrical machine longitudinal differential current protection

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2544012C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU788255A1 (en) * 1979-01-22 1980-12-15 Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе Device for differential protection of bus-bars
SU1603474A1 (en) * 1988-05-16 1990-10-30 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Device for differential current protection of buses
US5282124A (en) * 1991-07-09 1994-01-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Power unit having overcurrent/undervoltage-responsive protective function
RU2396661C1 (en) * 2009-07-08 2010-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) Measuring device of differential current protection of buses
RU136704U1 (en) * 2013-08-16 2014-01-20 Анатолий Львович Матвеев DEVICE FOR REINFORCING FEMAL PROXIMAL DEPARTMENT AND PREVENTION OF ITS FRACTURES

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU788255A1 (en) * 1979-01-22 1980-12-15 Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе Device for differential protection of bus-bars
SU1603474A1 (en) * 1988-05-16 1990-10-30 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Device for differential current protection of buses
US5282124A (en) * 1991-07-09 1994-01-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Power unit having overcurrent/undervoltage-responsive protective function
RU2396661C1 (en) * 2009-07-08 2010-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) Measuring device of differential current protection of buses
RU136704U1 (en) * 2013-08-16 2014-01-20 Анатолий Львович Матвеев DEVICE FOR REINFORCING FEMAL PROXIMAL DEPARTMENT AND PREVENTION OF ITS FRACTURES

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНДРЕЕВ В.А., Релейная защита и автоматика систем электроснабжения, Москва, Высшая школа, 1991, с. 335 - 337, 496, рис. 12.3. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Arturi Transient simulation and analysis of a three-phase five-limb step-up transformer following an out-of-phase synchronization
JP5208593B2 (en) Inrush current suppressing device for transformer and control method thereof
EP1890369A1 (en) Ground fault detection
US5739693A (en) Method for detecting ground faults on the conductors of an electrical machine
Qi et al. Design issues and practical application challenges of DC shipboard distribuiton system protection
US20120147508A1 (en) Three phase multi-generator ground fault circuit
Oliveira et al. Power transformers behavior under the occurrence of inrush currents and turn-to-turn winding insulation faults
RU2638299C2 (en) Device for protection of windings of one-phase transformer from damages
RU2544012C1 (en) Three-phase meter of electrical machine longitudinal differential current protection
RU2396661C1 (en) Measuring device of differential current protection of buses
Fischer et al. How to determine the effectiveness of generator differential protection
Hunt Impact of CT errors on protective relays-Case studies and analysis
Steurer et al. Calculating the transient recovery voltage associated with clearing transformer determined faults by means of frequency response analysis
Kanao et al. Analysis of even harmonics generation in an isolated electric power system
US10804020B2 (en) Demagnetization device and method for demagnetizing a transformer core
US20200153238A1 (en) Integrated fault current rise limiter and fault detection device for dc microgrids
Abd Allah Busbar protection scheme based on alienation coefficients for current signals
RU2713880C1 (en) Device for protection against breaks of secondary circuits of current transformers
RU2653365C1 (en) Device for overcurrent protection of connections from double ground faults
EP2875513B1 (en) Method and apparatus of sensing and indicating an open current transformer secondary
RU2638028C2 (en) Method of turn-to-turn short-circuit and rotor shift protection of electric motor
Hamouda et al. Numerical differential protection algorithm for power transformers
SU247876A1 (en) DEVICE FOR REMOTE PROTECTION LINE
EP1455428A2 (en) Electronic tripping device for low-voltage circuit-breakers
Bedi et al. Analysis of shunt reactor energization at EHV substation and its effects on CT: A case study

Legal Events

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

Effective date: 20180328