RU2573595C1 - Remote protection device for multiterminal power line - Google Patents
Remote protection device for multiterminal power line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2573595C1 RU2573595C1 RU2014135839/07A RU2014135839A RU2573595C1 RU 2573595 C1 RU2573595 C1 RU 2573595C1 RU 2014135839/07 A RU2014135839/07 A RU 2014135839/07A RU 2014135839 A RU2014135839 A RU 2014135839A RU 2573595 C1 RU2573595 C1 RU 2573595C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- current
- line
- coupled
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области релейной защиты элементов электрических систем и может быть использовано в качестве резервной ступени дистанционной защиты линии электропередачи с ответвлением, предназначенной для действия при коротких замыканиях за трансформатором ответвления.The present invention relates to the field of relay protection of elements of electrical systems and can be used as a backup stage of the distance protection of a power line with a branch, designed to act in case of short circuits behind the branch transformer.
Известны токовые защиты линий электропередачи с ответвлениями [Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1998, стр. 251], устанавливаемые на одной стороне линии и реагирующие на токи в месте установки защиты. Эти защиты включают реле тока, реле времени и исполнительный орган.Known current protection of power lines with branches [Chernobrovov N.V., Semenov V.A. Relay protection of energy systems. - M .: Energoatomizdat, 1998, p. 251], installed on one side of the line and reacting to currents in the place of installation of protection. These protections include a current relay, a time relay, and an actuator.
Недостатком токовых защит является низкая чувствительность при коротких замыканиях за трансформаторами ответвлений.The disadvantage of current protection is the low sensitivity during short circuits behind branch transformers.
Известна и принята за прототип более чувствительная дистанционная защита линий электропередачи с ответвлениями [Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. - М: Энергоатомиздат, 1998, стр. 365], устанавливаемая на одной стороне линии и реагирующая на напряжение и ток в месте установки защиты. Это устройство защиты состоит из измерительного органа сопротивления, токовый вход которого соединен с трансформатором тока в месте установки защиты, а вход напряжения - с трансформатором напряжения системы шин в месте установки защиты. Выход измерительного органа сопротивления связан с входом органа выдержки времени, выход которого соединен с входом исполнительного органа. Выход исполнительного органа является выходом устройства в целом. При коротком замыкании за трансформатором устройство с выдержкой времени действует на отключение выключателя линии, резервируя защиту трансформатора.The more sensitive distance protection of power lines with branches is known and adopted as a prototype [Chernobrovov N.V., Semenov V.A. Relay protection of energy systems. - M: Energoatomizdat, 1998, p. 365], installed on one side of the line and responding to voltage and current in the place of installation of protection. This protection device consists of a measuring resistance element, the current input of which is connected to the current transformer at the place of installation of protection, and the voltage input is connected to the voltage transformer of the bus system at the place of installation of protection. The output of the resistance measuring organ is connected to the input of the time delaying organ, the output of which is connected to the input of the executive organ. The output of the executive body is the output of the device as a whole. In the event of a short circuit behind the transformer, the time-delayed device acts to trip the line circuit breaker, reserving the transformer protection.
Недостатком указанного устройства защиты является недостаточная в ряде случаев чувствительность к коротким замыканиям за трансформатором ответвления. Это определяется, прежде всего, тем, что на замер сопротивления при коротком замыкании за трансформатором ответвления оказывают значительное влияние токи подпитки от системы противоположного конца линии и переток мощности по линии. Кроме того, данное устройство должно отстраиваться от сопротивления, определяемого перетоком мощности по линии, которое, как правило, значительно меньше сопротивления нагрузки трансформатора ответвления.The disadvantage of this protection device is the lack of sensitivity in some cases to short circuits behind the branch transformer. This is determined, first of all, by the fact that the measurement of resistance during a short circuit behind the branch transformer is significantly affected by the feed currents from the system of the opposite end of the line and the power flow along the line. In addition, this device must be detached from the resistance determined by the power flow along the line, which, as a rule, is much less than the load resistance of the branch transformer.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности резервных защит линий электропередачи с ответвлениями.The technical problem to which the claimed invention is directed is to increase the efficiency of backup protection of power lines with branches.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности дистанционной защиты к коротким замыканиям за трансформатором ответвления и улучшение ее отстроенности от нагрузочных режимов.The technical result of the invention is to increase the sensitivity of distance protection to short circuits behind the branch transformer and improve its detuning from load conditions.
Технический результат достигается тем, что в устройство для дистанционной защиты линии электропередачи с ответвлением, на которой установлены два трансформатора тока и трансформатор напряжения, содержащее измерительный орган сопротивления, выход которого подключен к входу органа выдержки времени, выход органа выдержки времени связан с входом исполнительного органа, а выход исполнительного органа является выходом устройства, дополнительно введены: канал связи между подстанциями по концам линии, устройство передачи сигналов по каналу связи, устройство приема сигналов от канала связи, два сумматора, причем второй вход второго сумматора является инвертирующим, и преобразователь тока в напряжение, при этом вход устройства передачи сигналов подключен к трансформатору тока противоположного конца линии, а выход устройства передачи сигналов связан с входом канала связи, выход канала связи связан с входом устройства приема сигналов, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора, первый вход первого сумматора подключен к трансформатору тока линии в месте установки защиты, к которому также подключен вход преобразователя тока в напряжение, выход преобразователя тока в напряжение связан со вторым входом второго сумматора, первый вход которого подключен к трансформатору напряжения системы шин в месте установки защиты, выход первого сумматора подключен к токовому входу измерительного органа сопротивления, а выход второго сумматора подключен к входу напряжения измерительного органа сопротивления.The technical result is achieved by the fact that in the device for remote protection of a power line with a branch, on which two current transformers and a voltage transformer are installed, containing a measuring resistance element, the output of which is connected to the input of the time delay organ, the output of the time delay organ is connected to the input of the executive organ, and the output of the executive body is the output of the device, additionally introduced: the communication channel between the substations at the ends of the line, the signal transmission device on the channel a communication device, a signal receiving device from a communication channel, two adders, the second input of the second adder being inverting, and a current to voltage converter, wherein the input of the signal transmission device is connected to a current transformer of the opposite end of the line, and the output of the signal transmission device is connected to the input of the communication channel , the output of the communication channel is connected to the input of the signal receiving device, the output of which is connected to the second input of the first adder, the first input of the first adder is connected to the line current transformer in the place of new protection, to which the input of the current-to-voltage converter is also connected, the output of the current-to-voltage converter is connected to the second input of the second adder, the first input of which is connected to the voltage transformer of the bus system at the installation site, the output of the first adder is connected to the current input of the resistance measuring organ, and the output of the second adder is connected to the voltage input of the measuring resistance element.
На фиг. 1 представлена схема электрической сети и структурная схема предлагаемого устройства.In FIG. 1 shows a diagram of an electrical network and a structural diagram of the proposed device.
На фиг. 1 показаны следующие элементы электрической сети: 1 - защищаемая линия; 2 - ответвление от линии с трансформатором ответвления; 3 - энергосистема, примыкающая к подстанции в месте установки защиты; 4 - энергосистема, примыкающая к противоположному концу линии; 5 - выключатель линии в месте установки защиты; 6 - выключатель противоположного конца линии; 7 - трансформатор тока линии в месте установки защиты; 8 - трансформатор тока противоположного конца линии; 9 - трансформатор напряжения системы шип в месте установки защиты.In FIG. 1 shows the following elements of the electrical network: 1 - protected line; 2 - branch from the line with branch transformer; 3 - power system adjacent to the substation in the place of installation of protection; 4 - power system adjacent to the opposite end of the line; 5 - line switch in the place of installation of protection; 6 - switch of the opposite end of the line; 7 - line current transformer in the place of installation of protection; 8 - current transformer of the opposite end of the line; 9 - voltage transformer of the spike system in the place of installation of protection.
Устройство содержит канал связи 10 между подстанциями обоих концов линии, устройство передачи сигналов 11, устройство приема сигналов 12, первый сумматор 13, второй сумматор 14, причем второй вход второго сумматора 14 является инвертирующим, преобразователь тока в напряжение 15, измерительный орган сопротивления 16, орган выдержки времени 17 и исполнительный орган 18.The device comprises a communication channel 10 between the substations of both ends of the line, a signal transmission device 11, a signal receiving device 12, a first adder 13, a second adder 14, the second input of the second adder 14 being inverting, the current to voltage converter 15, the resistance measuring element 16, the organ time delay 17 and the executive body 18.
Вход устройства передачи сигнала 11 подключен к трансформатору тока противоположного конца линии 8, а выход устройства передачи сигналов 11 связан с входом канала связи 10. Выход канала связи 10 связан с входом устройства приема сигнала 12, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора 13. К трансформатору тока линии в месте установки защиты 7 подключен первый вход первого сумматора 13 и вход преобразователя тока в напряжение 15. Выход преобразователя тока в напряжение 15 подключен ко второму входу второго сумматора 14, первый вход которого связан с трансформатором напряжения системы шин в месте установки защиты 9. Выход первого сумматора 13 подключен к токовому входу измерительного органа сопротивления 16, а выход второго сумматора 14 подключен к входу напряжения измерительного органа сопротивления 16. Выход измерительного органа сопротивления 16 подключен к входу органа выдержки времени 17. Выход органа выдержки времени подключен к входу исполнительного органа 18, выход которого является выходом устройства в целом.The input of the signal transmission device 11 is connected to a current transformer of the opposite end of line 8, and the output of the signal transmission device 11 is connected to the input of the communication channel 10. The output of the communication channel 10 is connected to the input of the signal receiving device 12, the output of which is connected to the second input of the first adder 13. K the line current transformer at the installation of protection 7 is connected to the first input of the first adder 13 and the input of the current to voltage converter 15. The output of the current to voltage converter 15 is connected to the second input of the second adder 14, the first input is The output of the first adder 13 is connected to the current input of the measuring resistance element 16, and the output of the second adder 14 is connected to the voltage input of the measuring resistance element 16. The output of the resistance measuring element 16 is connected to the input of the holding element time 17. The output of the body time delay connected to the input of the executive body 18, the output of which is the output of the device as a whole.
Устройство защиты работает следующим образом.The protection device operates as follows.
На первый вход первого сумматора 13 подается ток от трансформатора тока линии в месте установки защиты 7. На второй вход этого же сумматора 13 через устройство приема сигналов 12, канал связи 10 и устройство передачи сигналов 11 подается ток от трансформатора тока противоположного конца линии 8. Поэтому на токовый вход измерительного органа сопротивления 16 с выхода сумматора 13 подается ток, равный сумме токов по концам защищаемой линии 1:At the first input of the first adder 13, current is supplied from the line current transformer at the place of installation of protection 7. At the second input of the same adder 13, through the signal receiving device 12, the communication channel 10 and the signal transmission device 11, current is supplied from the current transformer of the opposite end of the line 8. Therefore a current equal to the sum of currents at the ends of the protected line 1 is supplied to the current input of the measuring resistance element 16 from the output of the adder 13:
, ,
где
На вход преобразователя тока в напряжение 15 подается ток от трансформатора тока линии в месте установки защиты 7. Коэффициент передачи преобразователя тока в напряжение 15 принимается равным сопротивлению защищаемой линии 1 от места установки защиты до ответвления 2. Поэтому напряжение на выходе преобразователя 15 будет равно падению напряжения от тока в месте установки защиты
, ,
где UЗАЩ - напряжение на втором входе измерительного органа сопротивления 16;where U ZAShT - voltage at the second input of the measuring organ of resistance 16;
Измерительный орган сопротивления 16 предлагаемого устройства дистанционной защиты реагирует на величину сопротивления, равную:The measuring resistance element 16 of the proposed distance protection device responds to a resistance value equal to:
, ,
где
Измерительный орган сопротивления 16 сравнивает замер сопротивления с характеристикой срабатывания и подает сигнал на вход органа выдержки времени 17, если замер сопротивления оказывается в области срабатывания защиты. Через время, равное времени срабатывания, орган выдержки времени 17 подает сигнал на вход исполнительного органа 18, выход которого является выходом устройства. С выхода исполнительного органа 18 передается сигнал о срабатывании защиты с действием па отключение выключателя линии в месте установки защиты 5.The measuring resistance element 16 compares the resistance measurement with the response characteristic and gives a signal to the input of the time delay 17 if the resistance measurement is in the protection response area. After a time equal to the response time, the time delay 17 sends a signal to the input of the executive body 18, the output of which is the output of the device. From the output of the executive body 18, a signal is sent that the protection has been activated with the action pa, opening the line circuit breaker at the place of installation of protection 5.
При коротком замыкании за трансформатором ответвления 2 замер предлагаемого устройства защиты равен сопротивлению от места ответвления до места короткого замыкания.In case of a short circuit behind branch transformer 2, the measurement of the proposed protection device is equal to the resistance from the point of branch to the place of short circuit.
В нагрузочном режиме сумма токов по концам защищаемой линии 1 равна току нагрузки ответвления 2. Поэтому замер сопротивления в нагрузочном режиме оказывается равным сопротивлению нагрузки ответвления 2.In the load mode, the sum of the currents at the ends of the protected line 1 is equal to the load current of the branch 2. Therefore, the resistance measurement in the load mode is equal to the load resistance of the branch 2.
При внешних коротких замыканиях за пределами защищаемой линии 1 сумма токов по концам линии также оказывается равной току ответвления 2. Поэтому замер сопротивления в этих режимах также равен сопротивлению нагрузки ответвления 2.With external short circuits outside the protected line 1, the sum of the currents at the ends of the line also turns out to be equal to the branch current 2. Therefore, the resistance measurement in these modes is also equal to the load resistance of branch 2.
Для обеспечения чувствительности защиты к повреждению за трансформатором ответвления 2 характеристика срабатывания защиты должна охватывать только сумму сопротивлений: сопротивления линии от места ответвления до трансформатора и сопротивления трансформатора ответвления 2.To ensure the sensitivity of protection to damage behind the branch transformer 2, the response of the protection should cover only the sum of the resistances: the line resistance from the branch to the transformer and the resistance of branch transformer 2.
Для обеспечения несрабатывания в нагрузочном режиме и при внешних коротких замыканиях характеристика срабатывания защиты отстраивается только от сопротивления нагрузки трансформатора ответвления 2.To ensure failure in the load mode and with external short circuits, the response of the protection is only detached from the load resistance of branch transformer 2.
Для обеспечения селективности при повреждениях за трансформатором ответвления 2 время срабатывания органа выдержки времени 17 устройства защиты выбирается больше времени срабатывания резервной защиты трансформатора ответвления 2.To ensure selectivity in case of damage beyond branch transformer 2, the response time of the time delay organ 17 of the protection device is selected to be longer than the backup protection time of the branch transformer 2.
Техническим результатом применения предлагаемого устройства является обеспечение чувствительности защиты значительно выше существующей, т.к. при коротком замыкании на ответвлении 2 предлагаемое устройство оказывается как бы включенным в сеть с односторонним питанием, где отсутствует загрубляющее защиту влияние подпитки от противоположной системы 4 и перетока мощности по защищаемой линии 1.The technical result of the application of the proposed device is to ensure the sensitivity of the protection is significantly higher than the existing one, because in case of a short circuit on branch 2, the proposed device appears to be connected to a network with one-way power supply, where there is no roughening protection, the effect of recharge from the opposite system 4 and power flow along the protected line 1.
Кроме того, для обеспечения несрабатывания в нагрузочных режимах достаточно обеспечить отстройку от сопротивления нагрузки только трансформатора ответвления 2, а не от перетока мощности по защищаемой линии 1, что значительно улучшает отстроенность от нагрузочных режимов.In addition, to ensure failure in load conditions, it is sufficient to ensure detuning only the branch transformer 2 from the load resistance, and not from the power flow along the protected line 1, which significantly improves the detuning from load conditions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014135839/07A RU2573595C1 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Remote protection device for multiterminal power line |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014135839/07A RU2573595C1 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Remote protection device for multiterminal power line |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2573595C1 true RU2573595C1 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=55087239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014135839/07A RU2573595C1 (en) | 2014-09-02 | 2014-09-02 | Remote protection device for multiterminal power line |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2573595C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2066511C1 (en) * | 1992-07-16 | 1996-09-10 | Юрий Яковлевич Лямец | Remote method for protection and automatic control of electric power transmission line |
WO2007090484A1 (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Abb Technology Ltd | Method and adaptive distance protection relay for power transmission lines |
RU2457593C1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method for building remote protection of double-end line and detection of short-circuit fault therein |
RU2498471C1 (en) * | 2012-09-10 | 2013-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Квазар" | Device of high-frequency phase-differential protection for power line with two-way feed and remote backup protection and switching devices of substations connected to branches |
-
2014
- 2014-09-02 RU RU2014135839/07A patent/RU2573595C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2066511C1 (en) * | 1992-07-16 | 1996-09-10 | Юрий Яковлевич Лямец | Remote method for protection and automatic control of electric power transmission line |
WO2007090484A1 (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Abb Technology Ltd | Method and adaptive distance protection relay for power transmission lines |
RU2457593C1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method for building remote protection of double-end line and detection of short-circuit fault therein |
RU2498471C1 (en) * | 2012-09-10 | 2013-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Квазар" | Device of high-frequency phase-differential protection for power line with two-way feed and remote backup protection and switching devices of substations connected to branches |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Meghwani et al. | A non-unit protection scheme for DC microgrid based on local measurements | |
US8749933B2 (en) | Fault protection of HVDC transmission lines | |
US9042071B2 (en) | Breaker failure protection of HVDC circuit breakers | |
US20180301894A1 (en) | Improvements in or relating to direct current protection schemes | |
RU2422964C1 (en) | Device of electric circuits current protection against single-phase ground faults (versions) | |
CN103138327B (en) | The method that charging device, charging system and the running protection of electric automobile switch | |
CN105720602B (en) | Parallel network power generation energy storage inverter is grid-connected-off-grid system and its running gear | |
WO2017060155A1 (en) | Improvements in or relating to direct current distance protection controllers | |
CN109387732A (en) | A kind of adaptive in-situ protection method and system of small current grounding fault | |
Marvik et al. | A two-layer detection strategy for protecting multi-terminal HVDC systems against faults within a wide range of impedances | |
RU2573595C1 (en) | Remote protection device for multiterminal power line | |
CN104426166A (en) | Method And Control Device For Limiting Electrical Load In Network Branch Of Electrical Network | |
RU2633803C1 (en) | Protection device against wire breaks of overhead power transmission line with insulated neutral | |
RU159710U1 (en) | DEVICE FOR REMOTE PROTECTION OF AUTOTransformer | |
KR20100035152A (en) | Battery charging apparatus for electric vehicle | |
WO2004008600A3 (en) | Electrical network protection system | |
CN104052033B (en) | A kind of guard method based on zero-sequence current correlation coefficient identification fault branch | |
RU149438U1 (en) | SHORT-CIRCUIT RELAY PROTECTION | |
Solangi et al. | Selective Coordination of GaN-Based Solid State Circuit Breakers | |
Auran et al. | A novel pole-to-ground fault detection algorithm for meshed HVDC grids with half-bridge MMC converters and full recourse to DC circuit breakers | |
CN104319748A (en) | Quick adjustment method for parallel line branching factor in substation area distance protection section III | |
RU171206U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING ELECTRIC TRANSMISSION LINES FROM SINGLE-PHASE EARTH CLOSES IN A THREE-PHASE NETWORK WITH INSULATED NEUTRAL | |
RU172397U1 (en) | Non-selective protection circuit breaker for traction substation AC | |
RU2608555C2 (en) | Detection of faults in electric power system with decentralised power supply | |
US10396649B2 (en) | Switching device and switching apparatus including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160903 |