RU2629374C1 - Способ защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2629374C1
RU2629374C1 RU2016133787A RU2016133787A RU2629374C1 RU 2629374 C1 RU2629374 C1 RU 2629374C1 RU 2016133787 A RU2016133787 A RU 2016133787A RU 2016133787 A RU2016133787 A RU 2016133787A RU 2629374 C1 RU2629374 C1 RU 2629374C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
output
filter
input
component
Prior art date
Application number
RU2016133787A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Александрович Шуин
Татьяна Юрьевна Шадрикова
Ольга Александровна Добрягина
Елена Сергеевна Шагурина
Сергей Николаевич Пашковский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА"
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА"
Priority to RU2016133787A priority Critical patent/RU2629374C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2629374C1 publication Critical patent/RU2629374C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H02H3/162Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass for ac systems
    • H02H3/165Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass for ac systems for three-phase systems

Abstract

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности токовой защиты нулевой последовательности от однофазных замыканий на землю электрических сетей среднего напряжения, работающих с изолированной нейтралью. Способ основан на измерении тока нулевой последовательности 3I0 защищаемого присоединения, выделении из него в качестве воздействующей величины составляющей основной частоты 50 Гц I50, сравнении значения составляющей основной частоты I50 с уставкой по току срабатывания
Figure 00000054
и формировании выходного сигнала при превышении составляющей основной величины I50 значения уставки
Figure 00000054
. При этом из тока 3I0 выделяют высшие гармонические составляющие IВГ, сравнивают значения величин I50 и IВГ и при I50>IВГ автоматически уменьшают уставку по току срабатывания защиты
Figure 00000054
. Устройство токовой защиты от ОЗЗ содержит фильтр тока нулевой последовательности, фильтр, выделяющий составляющую основной частоты 50 Гц I50, подключенный к выходу фильтра тока нулевой последовательности, измерительный орган тока, первый вход которого подключен к выходу фильтра, выделяющего составляющую основной частоты 50 Гц I50, фильтр высших гармонических составляющих IВГ, схему сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ, сигнал на выходе которой появляется, если I50>IВГ, переключатель уставок по току срабатывания
Figure 00000054
. Вход фильтра высших гармонических составляющих подключен к выходу фильтра тока нулевой последовательности, выход - к второму входу схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ, первый вход которой подключен к выходу фильтра основной составляющей 50 Гц, выход схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ подключен к управляющему входу переключателя уставок по току срабатывания
Figure 00000054
, сигнал на выходе которого
Figure 00000054
при отсутствии сигнала на управляющем входе равен первой уставке
Figure 00000055
, задаваемой на первом информационном входе переключателя уставок по току срабатывания
Figure 00000054
, а при наличии сигнала на управляющем входе - второй уставке
Figure 00000056
, задаваемой на втором информационном входе, выход переключателя уставок по току срабатывания
Figure 00000054
подключен к второму входу измерительного органа тока, сигнал на выходе которого появляется при
Figure 00000057
. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для защиты от однофазных замыканий на землю (далее ОЗЗ) кабельных и воздушных линий электрических сетей среднего напряжения, работающих с изолированной нейтралью. Задачей изобретения является повышение технического совершенства (селективности и чувствительности) токовых защит нулевой последовательности от ОЗЗ и расширение области их возможного применения.
Известен способ максимальной токовой защиты нулевой последовательности (далее, ТЗНП) от ОЗЗ (Федосеев A.M. Релейная защита электроэнергетических систем. Защита электрических сетей. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 520 с.; Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 800 с. и др.), получивший наиболее широкое применение в сетях среднего напряжения 6-10 кВ с изолированной нейтралью, в соответствии с которым измеряют полный ток нулевой последовательности защищаемого присоединения 3I0 или его составляющую основной частоты I50, сравнивают измеренное значение с постоянной величиной - уставкой по току срабатывания Iуст и формируют выходной сигнал, если измеренное значение тока превышает уставку.
По известному способу выполнены различные исполнения ТЗНП: с измерительными органами тока (реле тока) на электромеханической базе, например, РТ-40, РТ-140, ЭТД-551, с измерительными органами тока на электронной или микроэлектронной базе, например, РТЗ-51, РСТ-11, РСТ-11М, РСТ-13, РСТ-140 (Нудельман Г.С, Шамис М.А. Быстродействующее реле тока для защиты от замыканий на землю // Электротехническая промышленность. Сер. аппараты низкого напряжения. - 1981. - Вып. 1 (92) - С. 13; Нудельман Г.С., Кочкин Н.А., Эверсков О.Л. Органы защит от замыканий на землю // Электротехническая промышленность. Сер. аппараты низкого напряжения. - 1982, №1. - С. 16-18; http://www.cheaz.ru/ru/production/ustroystva-releynoy-zashchity/rele-toka-s-povyshennoy-chuvstvitelnostyu-staticheskie-rtz-51-01), с цифровыми измерительными органами тока на современной микропроцессорной базе (http://www.schneider-electric.ru/ru/product-range/935-sepam-serii-80/?filter=business-6-raspredelenie-elektroenergii-srednego-naprazenia-i-avtomatizacia-elektrosnabzenia&parent-category-id=4600; http://w5.siemens.com/web/ua/ru/em/automation,_control_and_protection/relay_protection/relay_for_different_purposes/pages/siprotec_7sn60.aspx; http://www.ekra.ru/produkcija/rza-podstancionnogo-oborudovanija-6-35-kv/373-be2502a10hh.html и др.).
Селективность несрабатываний при внешних ОЗЗ всех исполнений ТЗНП по данному способу обеспечивается выбором уставки по току срабатывания
Figure 00000001
из условия отстройки от собственного емкостного тока защищаемого присоединения (Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей / 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ПЭИПК. - 2003; Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6-35 кВ. Расчет уставок ненаправленных токовых защит // Новости ЭлектроТехники. - 2005. - №5 (35); Шуин В.А., Гусенков А.В. Защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ. - М.: НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик». - 2001):
Figure 00000002
где
Figure 00000003
- 1,2-1,3 - коэффициент отстройки;
Figure 00000004
- собственный емкостный ток защищаемого присоединения при устойчивом ОЗЗ (УОЗЗ);
Figure 00000005
- максимальное для данного исполнения ТЗНП значение коэффициента, учитывающего увеличение значения тока в неповрежденном присоединении за счет бросков переходных емкостных токов при дуговых перемежающихся ОЗЗ (ДПОЗЗ).
Значение
Figure 00000006
в (1) зависит от способа отстройки от влияния на работу ТЗНП переходных процессов, алгоритма формирования воздействующей величины и сравнения ее с уставкой, а также технических возможностей применяемой элементной базы. Для исполнений ТЗНП на электромеханической базе принимают
Figure 00000007
, на электронной или микроэлектронной базе -
Figure 00000008
, для цифровых исполнений на микропроцессорной базе -
Figure 00000009
(Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей / 4-е изд., перераб. и доп.- СПб.: ПЭИПК. - 2003; Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6-35 кВ. Расчет уставок ненаправленных токовых защит // Новости ЭлектроТехники. - 2005. - №5 (35); Шуин В.А., Гусенков А.В. Защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ. - М.: НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик». - 2001). В цифровых исполнениях ТЗНП на микропроцессорной базе для действия защиты, как правило, используется не полный ток нулевой последовательности 3I0 защищаемого присоединения, а его составляющая основной частоты 50 Гц I50, что обеспечивает повышение отстроенности защиты от влияния переходных токов при ДПОЗЗ и возможность уменьшения величины
Figure 00000006
по сравнению с исполнениями на другой элементной базе.
Чувствительность ТЗНП по данному способу в сетях с изолированной нейтралью в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок. Издание 7-е. Утверждены приказом Минэнерго Российской Федерации от 08.07.2002. №204) оценивается только при внутренних УОЗЗ по выражению:
Figure 00000010
где
Figure 00000011
- коэффициент чувствительности;
Figure 00000012
- суммарный емкостный ток сети в расчетном минимальном режиме;
Figure 00000013
- минимально допустимое значение коэффициента чувствительности (1,25 для защиты с действием на сигнал и 1,5 для защиты с действием на отключение).
Из (2) можно получить условие применимости (селективности при внешних и чувствительности при внутренних ОЗЗ) ТЗНП в сетях с изолированной нейтралью:
Figure 00000014
Из (2) и (3) можно видеть, что необходимость учета влияния переходных процессов при ДПОЗЗ на работу ТЗНП по данному способу в величине
Figure 00000015
значительно ограничивает чувствительность и область возможного применения защиты.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью относится способ (http://www.schneider-electric.ru/ru/product-range/935-sepam-serii-80/?filter=business-6-raspredelenie-elektroenergii-srednego-naprazenia-i-avtomatizacia-elektrosnabzenia&parent-category-id=4600), основанный на измерении тока 3I0 защищаемого присоединения, выделении из него фильтром составляющей основной частоты 50 Гц I50, сравнении значения составляющей I50 с эталонной величиной (уставкой)
Figure 00000001
и формировании выходного сигнала при превышении воздействующей величины I50 уставки
Figure 00000001
,;
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству, реализующим способ от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью является устройство http://w5.siemens.com/web/ua/ru/em/automation,_control_and_protection/relay_protection/relay_for_different_purposes/pages/siprotec_7sn60.aspx; http://www.ekra.ru/produkcija/rza-podstancionnogo-oborudovanija-6-35-kv/373-be2502a10hh.html и др.), содержащее фильтр тока нулевой последовательности (далее, ФТНП), подключенный к ФТНП фильтр, пропускающий составляющую основную частоты 50 Гц I50, измерительный орган тока, сравнивающий значение тока на выходе фильтра, пропускающего составляющую основную частоты 50 Гц I50 с уставкой по току срабатывания
Figure 00000001
, выбранной по условию (1). Для микропроцессорных исполнений ТЗНП по данному способу при
Figure 00000016
,
Figure 00000017
,
Figure 00000018
из (3) получим:
Figure 00000019
,
т.е. область их применения ограничена присоединениями с величиной собственного емкостного тока не более 17% от суммарного емкостного тока сети
Figure 00000020
.
Для исполнений ТЗНП по данному способу на другой элементной базе значения коэффициента
Figure 00000021
больше, чем для цифровых исполнений ТЗНП на микропроцессорной базе, и область их возможного применения по величине
Figure 00000022
будет еще уже. В то же время на присоединениях, подключенных к шинам центров питания (ЦП) сетей с изолированной нейтралью, значения
Figure 00000023
могут достигать ~30-35% от
Figure 00000020
, что не позволяет применить на них любые исполнения ТЗНП по данному способу.
Таким образом, известные способ выполнения ТЗНП и устройство для его осуществления не всегда обеспечивают требуемую чувствительность защиты и имеют ограниченную область применения.
Технический результат, на достижение которого направлено предполагаемое изобретение, заключается в повышении селективности защиты при внешних ОЗЗ, включая ДПОЗЗ, чувствительности при внутренних ОЗЗ и расширении области возможного применения.
Технический результат достигается тем, что:
1. В способе токовой защиты от однофазных замыканий на землю, заключающийся в том, что измеряют ток нулевой последовательности 3I0 защищаемого присоединения, выделяют из него в качестве воздействующей величины составляющую основной частоты 50 Гц I50, сравнивают значения составляющей основной частоты I50 с уставкой по току срабатывания
Figure 00000001
и формируют выходной сигнал при превышении составляющей основной величины I50 значения уставки
Figure 00000001
, из тока 3I0 выделяют высшие гармонические составляющие IВГ, сравнивают значения величин I50 и IВГ и при I50>IВГ автоматически уменьшают уставку по току срабатывания защиты
Figure 00000001
.
2. В устройство для осуществления способа, содержащее фильтр тока нулевой последовательности, фильтр основной составляющей частоты 50 Гц I50, подключенный к выходу фильтра тока нулевой последовательности, измерительный орган тока, первый вход которого подключен к выходу фильтра основной составляющей частоты 50 Гц I50, введены фильтр высших гармонических составляющих IВГ, схема сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ, переключатель уставок по току срабатывания
Figure 00000001
, при этом вход фильтра высших гармонических составляющих IВГ подключен к выходу фильтра тока нулевой последовательности, выход - к второму входу схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ, первый вход которой подключен к выходу фильтра основной составляющей частоты 50 Гц I50, выход схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ подключен к управляющему входу переключателя уставок по току срабатывания
Figure 00000001
,, выход переключателя уставок по току срабатывания
Figure 00000001
подключен к второму входу измерительного органа тока.
Заявляемый способ и устройство для его осуществления решает задачу токовой защиты от ОЗЗ, заключающуюся в повышении селективности защиты при внешних ОЗЗ, включая ДПОЗЗ, чувствительности при внутренних ОЗЗ и расширении области возможного применения в электрических сетях с изолированной нейтралью.
На фиг. 1 приведена зависимость минимальных значений отношения
Figure 00000024
при ДПОЗЗ от интервалов времени Δt при повторных пробоях изоляции, полученная на имитационных моделях электрических сетей среднего напряжения с изолированной нейтралью с различными значениями
Figure 00000025
(зависимость 1). Зависимость (прямая) 2 соответствует максимальному расчетному значению
Figure 00000026
при УОЗЗ в указанных сетях. На фиг. 2 представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа защиты от 033 электрических сетей среднего напряжения с изолированной нейтралью. На фиг. 3 приведены осциллограммы, иллюстрирующие работу устройства защиты при ДПОЗЗ, переходящем в УОЗЗ в сетях с изолированной нейтралью, где приняты следующие обозначения:
1 - фильтр тока нулевой последовательности,
2 - фильтр основной составляющей частоты 50 Гц I50 тока 3I0,
3 - измерительный орган тока,
4 - фильтр, выделяющий высшие гармонические составляющие IВГ тока 3I0,
5 - схема сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ,
6 - переключатель уставок по току срабатывания
Figure 00000001
.
u1…u6 - сигналы на выходах блоков 1…6 соответственно.
Сущность предполагаемого изобретения заключается в следующем. Способ токовой защиты от однофазных замыканий на землю, заключающийся в том, что измеряют ток нулевой последовательности 3I0 защищаемого присоединения, выделяют из него в качестве воздействующей величины составляющую основной частоты 50 Гц I50, сравнивают значения составляющей основной частоты I50 с уставкой по току срабатывания
Figure 00000001
и формируют выходной сигнал при превышении составляющей основной величины I50 значения уставки
Figure 00000001
, из тока 3I0 выделяют высшие гармонические составляющие IВГ, сравнивают значения величин I50 и IВГ и при I50>IВГ автоматически уменьшают уставку по току срабатывания защиты
Figure 00000001
.
При УОЗЗ уровень высших гармоник (ВГ) в токе 3I0 определяется уровнем ВГ в напряжении поврежденной фазы сети в режиме, предшествующем ОЗЗ (Кискачи В.М. Селективность сигнализации замыканий на землю с использованием высших гармоник // Электричество. - 1967. - №9. - С. 24-29), который ограничен требованиями ГОСТ 32144-2013 «Нормы качества электрической энергии». Максимальный уровень ВГ в токе ОЗЗ можно оценить по предельно допустимым ГОСТ 32144-2013 для электрических сетей среднего напряжения значениям коэффициента несинусоидальности напряжения
Figure 00000027
и предельно допустимым коэффициентам
Figure 00000028
отдельных гармонических составляющих. В напряжениях сети и, соответственно, в токе УОЗЗ преобладают 5, 7, 11, 13-я гармоники (Жежеленко, И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий / И.В. Жежеленко. - М: Энергоатомиздат, 2000. - 331 с.), предельный уровень которых по ГОСТ 32144-2013 равен:
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
,
Figure 00000032
. Максимальный расчетный уровень в токе УОЗЗ гармоник порядка v=5, 7, 11, 13 будет иметь место, если
Figure 00000033
определяется только указанными гармониками при соблюдении условия
Figure 00000034
, и равен:
Figure 00000035
,
где
Figure 00000036
- коэффициент несинусоидальности тока.
По данным (Вайнштейн, В.Л. Исследование высших гармоник тока замыкания на землю / В.Л. Вайнштейн // Промышленная энергетика. - №1. - 1986. - С. 39-40), полученным на основе измерений в реальных компенсированных кабельных сетях среднего напряжения, максимальный уровень высших гармоник в токе ОЗЗ не превышает 40%, т.е. меньше полученной выше расчетной оценки
Figure 00000037
(зависимость 1, фиг. 2). Таким образом, при УОЗЗ уровень составляющей основной частоты 50 Гц в токе 3I0 I50 всегда больше, чем уровень высших гармоник IВГ.
При ДПОЗЗ отношение IВГΣ/I50 в токах 3i0 поврежденного и неповрежденного присоединения резко возрастает. Отношение IВГΣ/I50 определяется интервалами времени между повторными пробоями изоляции, условиями гашения и повторного зажигания заземляющей дуги, суммарным емкостным током сети IСΣ, местом ОЗЗ в сети и другими факторами. Основными из указанных факторов являются величина интервалов времени Δt между повторными пробоями изоляции и суммарный емкостный ток сети IСΣ. Значение IВГΣ/I50 увеличивается с увеличением интервалов времени Δt между повторными пробоями изоляции. Меньшие значения IВГΣ/I50 соответствуют максимальным значениям суммарного емкостного тока сети IСΣ.
На фиг. 1 (зависимость 1) приведена зависимость отношения
Figure 00000038
от интервалов времени Δt при ДПОЗЗ, полученная на основе обработки результатов вычислительных экспериментов, выполненных на имитационных моделях электрических сетей среднего напряжения с изолированной нейтралью с максимальным значением
Figure 00000039
: для сетей 6 кВ
Figure 00000040
, 10 кВ -
Figure 00000041
, 35 кВ -
Figure 00000042
(Правила устройства электроустановок. Издание 7-е. Утверждены приказом Минэнерго Российской Федерации от 08.07.2002. №204). При ДПОЗЗ минимальные интервалы времени Δt между повторными пробоями изоляции в соответствии с теорией W. Petersen (Petersen, W. Der aussetzende (intermittierende) Erdschluss / W. Petersen. - ETZ, 1917. - H. 47, 48) равны половине периода промышленной частоты (при ƒ=50 Гц T50/2=10 мс).
На фиг. 1 зависимость 2 соответствует максимальному расчетному значению
Figure 00000043
при УОЗЗ. При УОЗЗ уровень высших гармоник в токе 3i0 IВГ всегда меньше уровня составляющей основной гармоники I50. При ДПОЗЗ уровень высших гармоник в токе 3i0 IВГ всегда больше уровня составляющей основной гармоники I50. Таким образом, сравнивая значения величин I50 и IВГ, можно обеспечить четкое распознавание вида 033 (при I50>IВГ в сети имеет место УОЗЗ, а при I50<IВГ - ДПОЗЗ) и использовать данный признак для автоматического изменения уставки по току срабатывания защиты
Figure 00000001
в зависимости от условий ее функционирования.
На фиг. 2 приведена схема устройства защиты, реализующая предложенный способ.
Для осуществления способа устройство токовой защиты от ОЗЗ содержит фильтр тока нулевой последовательности 1, фильтр основной составляющей частоты 50 Гц I50 2, подключенный к выходу фильтра тока нулевой последовательности 1, измерительный орган тока 3, первый вход которого подключен к выходу фильтра основную составляющей частоты 50 Гц I50 2, фильтр высших гармонических составляющих IВГ 4, схема сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ 5, сигнал на выходе которой появляется, если I50>IВГ, переключатель уставок по току срабатывания
Figure 00000001
6. Вход фильтра высших гармонических составляющих 4 подключен к выходу фильтра тока нулевой последовательности 1, выход - к второму входу схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ 5, первый вход которой подключен к выходу фильтра основной составляющей частоты 50 Гц 2, выход схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ 5 подключен к управляющему входу переключателя уставок по току срабатывания
Figure 00000001
6, сигнал на выходе которого
Figure 00000001
при отсутствии сигнала на управляющем входе равен первой уставке
Figure 00000044
, задаваемой на первом информационном входе переключателя уставок по току срабатывания
Figure 00000001
, а при наличии сигнала на управляющем входе - второй уставке
Figure 00000045
, задаваемой на втором информационном входе, выход переключателя уставок по току срабатывания
Figure 00000001
6 подключен к второму входу измерительного органа тока 3, сигнал на выходе которого появляется при
Figure 00000046
.
Введенные в устройство фильтр высших гармонических составляющих тока нулевой последовательности, схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ и переключателя уставок по току срабатывания
Figure 00000001
позволяют распознавать УОЗЗ и ДПОЗЗ и, в зависимости от вида ОЗЗ, автоматически изменять уставку по току срабатывания защиты
Figure 00000001
на втором входе измерительного органа тока. При ДПОЗЗ защита действует с уставкой
Figure 00000044
, выбираемой по (1) при
Figure 00000047
, при УОЗ3-с уставкой
Figure 00000045
, выбираемой по (1) при
Figure 00000048
, что обеспечивает повышение чувствительности защиты при УОЗЗ, оцениваемой по выражению (2), в
Figure 00000049
раз и существенное расширение области ее возможного применения, оцениваемой по выражению (3).
Устройство для осуществления заявляемого способа работает следующим образом. При возникновении в сети ОЗЗ в поврежденном и неповрежденных присоединениях появляются токи нулевой последовательности 3I0. От ФТНП 1 ток 3I0 подается на входы фильтра 2, выделяющего составляющую основной частоты 50 Гц I50, и фильтра 4, выделяющего высшие гармонические составляющие (как правило, в диапазоне от 150 Гц до 1-2 кГц). С выхода фильтра 2, выделяющего основную составляющую 50 Гц I50, сигнал подается на входы измерительного органа тока 3 и на первый вход схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ 5. С выхода фильтра высших гармонических составляющих IВГ 4 сигнал подается на второй вход схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ 5.
При ДПОЗЗ сигнал на выходе фильтра 2, выделяющего из тока 3I0 составляющую основной частоты 50 Гц I50, меньше, чем сигнал на выходе фильтра 4, выделяющего из тока 3I0 высшие гармонические составляющие IВГ, и сигнал на выходе схемы сравнения значений величин I50 и IВГ 5 и, соответственно, на управляющем входе переключателя 6 отсутствует, а сигнал на его выходе, задающий уставку измерительного органа тока 3, определяется уставкой, заданной на его информационном входе 1, и равен
Figure 00000044
. Таким образом, при всех ДПОЗЗ защита действует с уставкой
Figure 00000044
.
При УОЗЗ сигнал на выходе фильтра 2, выделяющего из тока 3I0 составляющую основной частоты 50 Гц I50, больше, чем сигнал на выходе фильтра 4, выделяющего из тока 3I0 высшие гармонические составляющие IВГ, и на выходе схемы сравнения значений величин I50 и IВГ 5 и, соответственно, на управляющем входе переключателя 6 появляется сигнал, переключающий переключатель 6 из положения 1 в положение 2. В этом положении переключателя 6 сигнал на его выходе определяется уставкой, заданной на его информационном входе 2, и равен
Figure 00000045
. Таким образом, при всех УОЗЗ защита действует с уставкой
Figure 00000045
.
Уставка
Figure 00000044
измерительного органа тока, как и обычной ТЗНП, выбирается из условия отстройки от внешних ДПОЗЗ по выражению (1) при
Figure 00000050
. Уставка
Figure 00000045
измерительного органа тока выбирается из условия отстройки только от внешних УОЗЗ по выражению (1) при
Figure 00000051
, т.е. в
Figure 00000052
раз меньше, чем при ДПОЗЗ. Таким образом, предложенный способ обеспечивает увеличение чувствительности защиты при УОЗЗ в 2-3 раза расширение области ее возможного применения до значений:
Figure 00000053
.
Доля присоединений на центрах питания распределительных электрических сетей среднего напряжения, удовлетворяющих указанному условию, составляет практически 100%.

Claims (2)

1. Способ токовой защиты от однофазных замыканий на землю, заключающийся в том, что измеряют ток нулевой последовательности 3I0 защищаемого присоединения, выделяют из него в качестве воздействующей величины составляющую основной частоты 50 Гц I50, сравнивают значения составляющей основной частоты I50 с уставкой по току срабатывания Iуст и формируют выходной сигнал при превышении составляющей основной величины I50 значения уставки Iуст, отличающийся тем, что из тока 3I0 выделяют высшие гармонические составляющие IВГ, сравнивают значения величин I50 и IВГ и при I50>IВГ автоматически уменьшают уставку по току срабатывания защиты Iуст.
2. Устройство защиты от однофазных замыканий на землю, содержащее фильтр тока нулевой последовательности, фильтр основной составляющей частоты 50 Гц I50, подключенный к выходу фильтра тока нулевой последовательности, измерительный орган тока, первый вход которого подключен к выходу фильтра основной составляющей частоты 50 Гц I50, отличающееся тем, что введены фильтр высших гармонических составляющих IВГ, схема сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ, переключатель уставок по току срабатывания Iуст, при этом вход фильтра высших гармонических составляющих IВГ подключен к выходу фильтра тока нулевой последовательности, выход - к второму входу схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ, первый вход которой подключен к выходу фильтра основной составляющей частоты 50 Гц I50, выход схемы сравнения абсолютных значений величин I50 и IВГ подключен к управляющему входу переключателя уставок по току срабатывания Iуст, выход переключателя уставок по току срабатывания Iуст подключен к второму входу измерительного органа тока.
RU2016133787A 2016-08-17 2016-08-17 Способ защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью и устройство для его осуществления RU2629374C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016133787A RU2629374C1 (ru) 2016-08-17 2016-08-17 Способ защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016133787A RU2629374C1 (ru) 2016-08-17 2016-08-17 Способ защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2629374C1 true RU2629374C1 (ru) 2017-08-29

Family

ID=59797523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016133787A RU2629374C1 (ru) 2016-08-17 2016-08-17 Способ защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2629374C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2672663C1 (ru) * 2017-11-30 2018-11-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Способ защиты от однофазных замыканий на землю в электрических сетях среднего напряжения
EA038734B1 (ru) * 2020-04-01 2021-10-12 Виктор Иванович Дмитриченко Устройство защиты от однофазных замыканий на землю в электрических сетях

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU904066A1 (ru) * 1980-06-25 1982-02-07 Московский Ордена Ленина Энергетический Институт Устройство дл централизованной защиты от замыкани на землю в сети с изолированной или компенсированной нейтралью
US4566053A (en) * 1984-07-10 1986-01-21 Westinghouse Electric Corp. Ground-fault protective relay
RU2410812C2 (ru) * 2009-03-10 2011-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Устройство быстродействующей селективной защиты от однофазных замыканий на землю в распределительных сетях с возможностью безаварийного ввода резерва
RU2422964C1 (ru) * 2010-03-17 2011-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" Устройство токовой защиты электрических сетей от однофазных замыканий на землю (варианты)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU904066A1 (ru) * 1980-06-25 1982-02-07 Московский Ордена Ленина Энергетический Институт Устройство дл централизованной защиты от замыкани на землю в сети с изолированной или компенсированной нейтралью
US4566053A (en) * 1984-07-10 1986-01-21 Westinghouse Electric Corp. Ground-fault protective relay
RU2410812C2 (ru) * 2009-03-10 2011-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Устройство быстродействующей селективной защиты от однофазных замыканий на землю в распределительных сетях с возможностью безаварийного ввода резерва
RU2422964C1 (ru) * 2010-03-17 2011-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" Устройство токовой защиты электрических сетей от однофазных замыканий на землю (варианты)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2672663C1 (ru) * 2017-11-30 2018-11-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Способ защиты от однофазных замыканий на землю в электрических сетях среднего напряжения
EA038734B1 (ru) * 2020-04-01 2021-10-12 Виктор Иванович Дмитриченко Устройство защиты от однофазных замыканий на землю в электрических сетях

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2629375C1 (ru) Устройство адаптивной защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов
Lin et al. Distance protection for microgrids in distribution system
Dias et al. Comparison of secondary arcs for reclosing applications
Ma et al. A new adaptive voltage protection scheme for distribution network with distributed generations
RU2629374C1 (ru) Способ защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью и устройство для его осуществления
EP2490311B1 (en) Method and apparatus for detecting earth fault
Kakilli System analysis with the MVA Method for symmetrical three-phase faults
RU2675623C1 (ru) Устройство защиты от однофазных замыканий на землю в компенсированных электрических сетях среднего напряжения
Iskakov et al. Settings adaptation system for current protection relay
Nikander Development of modern phase earthing system for improving quality of supply in the MV network
Yacine et al. Implementation of a numerical over-current relay using labview and acquisition card
Gamboa et al. System Protection Coordination Study for Electrical Distribution System
Moro et al. Performance evaluation of power differential protection applied to half-wavelength transmission lines
Soldatov et al. Informational fundamentals of the multiparameter differential protection of busbar generators against single line-to-ground faults
Al-Nujaimi et al. Using digital signal processing in power system overcurrent relay protection
Kuznetsov et al. The resonant overvoltage in non-sinusoidal mode of main electric network
Yeo et al. Analysis of Transient Overvoltages within a 345kV Korean Thermal Plant
RU2629373C1 (ru) Устройство защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью
CN109873413B (zh) 一种可控电流源配合消弧线圈完全补偿接地电流的方法
Kuzmin Development of the intelligent single phase-to-ground-fault current compensation system for 6–35 kV networks
Taillefer et al. Limiting Voltage Dips & Inrush Currents When Energizing Power Transformers Controlled Switching of Gang Operated Switches-Theory and Case Study
Shuin et al. Complex of technical solutions for protection and selective signaling of single-phase earth faults in 6-10 kV distribution cable networks
Al-Nujaimi et al. Digital signal processing effect on power system overcurrent protection relay behavior and operation time
RU2672663C1 (ru) Способ защиты от однофазных замыканий на землю в электрических сетях среднего напряжения
ITMI20011327A1 (it) Interruttore differenziale per la protezione contro correnti di dispersione verso terra

Legal Events

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

Effective date: 20190818