RU2661347C1 - Over voltages in medium voltage electric networks reduction method - Google Patents
Over voltages in medium voltage electric networks reduction method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2661347C1 RU2661347C1 RU2017128936A RU2017128936A RU2661347C1 RU 2661347 C1 RU2661347 C1 RU 2661347C1 RU 2017128936 A RU2017128936 A RU 2017128936A RU 2017128936 A RU2017128936 A RU 2017128936A RU 2661347 C1 RU2661347 C1 RU 2661347C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- medium voltage
- bank
- capacitors
- transformers
- transformer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
В электрических сетях среднего напряжения неизбежными являются процессы возникновения кратковременных перенапряжений. Появление кратковременных перенапряжений в большинстве случаев по отношению к самой сети стохастично, поэтому предопределить временной момент их появления и длительность воздействия затруднительно. Известно, что возникновение перенапряжений, несмотря на их кратковременность, отрицательно влияет на состояние изоляции электроустановок, работу электрооборудования. Однофазные короткие замыкания на землю (ОЗЗ), обусловленные перенапряжениями, приводят к разрушительным последствиям. В целях уменьшения вероятности возникновения ОЗЗ и снижения последствий замыкания необходимо применение мероприятий и устройств ограничения перенапряжений, создание условий для ликвидации замыкания на землю. В настоящее время создание таких систем защиты в электрических сетях с низкой конфигурацией и с малыми токами замыкания сопряжено рядом обстоятельств, связанных значительным увеличением стоимости энергетического, электротехнического и электронного оборудования.In medium voltage electrical networks, the occurrence of short-term overvoltage is inevitable. The appearance of short-term overvoltages in most cases with respect to the network itself is stochastic, therefore, it is difficult to determine the time of their appearance and the duration of exposure. It is known that the occurrence of overvoltages, despite their short duration, adversely affects the state of insulation of electrical installations, the operation of electrical equipment. Single-phase earth faults (OZZ) caused by overvoltages lead to devastating consequences. In order to reduce the likelihood of an SCR and reduce the consequences of a circuit, it is necessary to use measures and devices to limit overvoltages, creating conditions for eliminating a circuit to earth. Currently, the creation of such protection systems in electric networks with a low configuration and low fault currents is associated with a number of circumstances associated with a significant increase in the cost of power, electrical and electronic equipment.
В [1] описаны различные виды перенапряжений, имеющих место в электрических сетях. Для борьбы с перенапряжениями в электрических сетях среднего напряжения разработаны и используются способы снижения перенапряжений и их последствий, основанные, в основном, на применении ограничителей перенапряжений нелинейных (ОПН) [2], разрядников, RС-цепочек, заземляющих устройств через резистор, дугогасящих компенсирующих устройств. Последние вследствие высокой стоимости и сложности управления в сетях с воздушными линиями (ВЛ) практически не находят применения.In [1], various types of overvoltages occurring in electric networks are described. To combat overvoltage in medium voltage electric networks, methods have been developed and are used to reduce overvoltages and their consequences, based mainly on the use of non-linear surge arresters (surge arresters) [2], surge arresters, RC circuits, grounding devices through a resistor, arc-compensating compensating devices . The latter, due to the high cost and complexity of control in networks with overhead lines (VL), are practically not used.
Область применения изобретения относится к электротехнике, а именно к способам снижения перенапряжений в электрических сетях 6, 10, 15 и 35 кВ, преимущественно с воздушными линиями. Положительным моментом предлагаемого способа является снижение потребляемого питающим трансформатором и нагрузкой реактивного тока, потерь напряжения в питающей линии.The scope of the invention relates to electrical engineering, and in particular to methods of reducing overvoltages in electric networks of 6, 10, 15 and 35 kV, mainly with overhead lines. A positive aspect of the proposed method is the reduction of the consumed power transformer and the load of the reactive current, voltage losses in the supply line.
Сущность изобретения: способ снижения перенапряжений в электрических сетях среднего напряжения посредством подключения к фазам электрической сети демпфирующих RС-цепочек. Предлагаемый способ отличается тем, что к фазам вторичных напряжений питающего трансформатора подключаются батареи конденсаторов, собранных по схеме "звезда с нулем", нулевой вывод которых соединен с "землей" посредством резистора R.The inventive method for reducing overvoltage in medium voltage electrical networks by connecting damping RC circuits to the phases of the electrical network. The proposed method is characterized in that capacitor banks assembled in the "star with zero" circuit are connected to the phases of the secondary voltages of the supply transformer, the zero terminal of which is connected to the "ground" by means of the resistor R.
Изобретение иллюстрируется фиг. 1. На фиг. 1 изображены конденсаторные блоки Сб1 и Сб2, которые подключены к секциям шин 6 кВ. Аналогичные блоки могут быть установлены и на секциях шин 10 и 35 кВ, питаемых от трансформаторов Т1 и Т2 соответственно. Общая суммарная емкость блока Сб1 конденсаторов равна сумме емкостей CA1 СВ1, CC1. Конденсаторные блоки Сб1 и Сб2 с последовательно включенными резисторами R1 и R2 образуют в свою очередь демпфирующие RС-цепочки. Для включения и выключения резисторов R1 и R2 предусмотрены контакторы K1 и K2, которые управляются по заданным алгоритмам. Для оптимизации потерь в трансформаторе, нагрузке, питающих линиях суммарная мощность конденсаторов, подключенных к шинам вторичных напряжений питающих трансформаторов, выбирается равной реактивной мощности потребления питающих трансформаторов.The invention is illustrated in FIG. 1. In FIG. 1 shows the capacitor blocks Sb1 and Sb2, which are connected to the bus sections 6 kV. Similar units can be installed on
Из применяемых способов наиболее близким является подключение защитных RC цепочек [3], применяемых, в основном, для ограничения высокочастотных перенапряжений на высоковольтных электродвигателях, возникающих при их включении и отключении. Недостатком указанного способа является расход электроэнергии на резисторах, постоянно находящихся под напряжением, и неприменимость этого способа для защиты электрооборудования большей длительности воздействия (доли и единицы секунд).Of the methods used, the closest is the connection of protective RC circuits [3], used mainly to limit high-frequency overvoltages on high-voltage electric motors that occur when they are turned on and off. The disadvantage of this method is the consumption of electricity on resistors that are constantly energized, and the inapplicability of this method to protect electrical equipment with a longer exposure time (fractions and units of seconds).
В предлагаемом способе снижения перенапряжений в электрических сетях среднего напряжения заложен существенный отличительный признак: постоянная времени τ демпфирующей RC-цепочки заведомо больше периода частоты тока промышленной сети.In the proposed method for reducing overvoltages in medium voltage electrical networks, a significant distinguishing feature is laid: the time constant τ of the damping RC circuit is obviously greater than the period of the current frequency of the industrial network.
Ограничители серии ОПН и разрядники рассчитаны на ограничение импульсных перенапряжений малой длительности и не могут работать в частотах, сравнимых с частотой тока промышленной сети 50 Гц [4].The arresters of the series of arrester arresters and arresters are designed to limit short-duration surge voltages and cannot operate at frequencies comparable to an industrial network current frequency of 50 Hz [4].
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Достигаемым техническим результатом от реализации и применения способа снижения перенапряжений в электрических сетях среднего напряжения с малыми токами замыкания на землю является снижение до технически возможного минимума основного вида повреждений, которым является выход из строя измерительных трансформаторов напряжения вследствие возникающих феррорезонансных явлений при переходных режимах [5].Achievable technical result from the implementation and application of the method of reducing overvoltages in medium voltage electrical networks with low earth fault currents is to reduce to the technically possible minimum the main type of damage, which is the failure of voltage measuring transformers due to arising ferroresonance phenomena during transient conditions [5].
В целях предотвращения выхода из строя перечисленного выше оборудования в соответствии с предлагаемым способом необходимо снизить кратность перенапряжений, а также скорость изменения напряжения на фазах сети при коммутациях, ОЗЗ и т.п. Для реализации отмеченной цели в разработанном способе снижения перенапряжений в электрических сетях среднего напряжения предлагается подключить к секциям шин среднего напряжения (фазам вторичных напряжений питающего трансформатора) трехфазную конденсаторную батарею, собранную по схеме "звезда с выведенным нулем" с подключенным между нулевым выводом и "землей" резистором, который совместно с емкостями батареи в нестационарных режимах образует демпфирующую цепочку.In order to prevent the failure of the above equipment in accordance with the proposed method, it is necessary to reduce the multiplicity of overvoltages, as well as the rate of change of voltage on the phases of the network during switching, OZZ, etc. To achieve this goal, in the developed method for reducing overvoltages in medium voltage electric networks, it is proposed to connect a three-phase capacitor bank assembled according to the "star with zero output" circuit connected between the neutral output and ground to the medium voltage bus sections (phases of the secondary voltage of the supply transformer) a resistor, which together with the battery capacities in non-stationary modes forms a damping chain.
Разработанное техническое решение позволяет значительно снизить перенапряжения и защитить установленное оборудование от последствий ОЗЗ и т.п. Дополнительным эффектом от реализации предложенного технического решения является снижение потребляемой мощности питающего трансформатора и потерь в линиях электропередачи, полученной за счет компенсации реактивной мощности потребления трансформатором, упомянутой конденсаторной батареи. Для этого мощность конденсаторной батареи выбирается равной мощности, потребляемой трансформатором.The developed technical solution can significantly reduce overvoltage and protect the installed equipment from the effects of the OZZ, etc. An additional effect of the implementation of the proposed technical solution is to reduce the power consumption of the supply transformer and losses in power lines, obtained by compensating the reactive power consumption of the transformer, the aforementioned capacitor bank. For this, the power of the capacitor bank is selected equal to the power consumed by the transformer.
Источники информацииInformation sources
1. Халилов Ф.Х. Классификация перенапряжений. Внутренние перенапряжения. Учебное пособие. Издание НОУ "Центр подготовки кадров энергетики", Санкт-Петербург, 2012. 80 с.1. Khalilov F.Kh. Overvoltage classification. Internal overvoltage. Tutorial. Publication of the NOU "Center for Energy Personnel Training", St. Petersburg, 2012. 80 p.
2. Ограничитель перенапряжения нелинейный. Патент на полезную модель №145042. Опубликовано 10.09.2014 г.2. Non-linear surge suppressor. Utility Model Patent No. 145042. Published September 10, 2014
3. Комбинированный трехфазный резистивно-емкостный ограничитель перенапряжений. Патент на изобретение №2394326. Опубликовано 10.07.2010 г.3. Combined three-phase resistive-capacitive surge suppressor. Patent for invention No. 2394326. Published July 10, 2010
4. Разрядник для защиты от перенапряжений, содержащий по меньшей мере один разрядный элемент, например варистор. Патент на изобретение №2407087. Опубликовано 20.03.2010 г.4. Surge arrester containing at least one discharge element, such as a varistor. Patent for invention No. 2407087. Published 03/20/2010
5. Фишман B.C. Трансформаторы напряжения. Способы устранения феррорезонансных явлений // Новости Электротехники. 2010. №6 (66).5. Fishman B.C. Voltage transformers. Ways to eliminate ferroresonance phenomena // News of Electrical Engineering. 2010. No6 (66).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128936A RU2661347C1 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Over voltages in medium voltage electric networks reduction method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128936A RU2661347C1 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Over voltages in medium voltage electric networks reduction method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2661347C1 true RU2661347C1 (en) | 2018-07-16 |
Family
ID=62917139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017128936A RU2661347C1 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Over voltages in medium voltage electric networks reduction method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2661347C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110323731A (en) * | 2019-07-03 | 2019-10-11 | 张安斌 | Voltage transformer primary side neutral point controllable impedance harmonic elimination apparatus |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2342756C1 (en) * | 2007-12-27 | 2008-12-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Method for overvoltage limitation in electric networks |
WO2013167089A2 (en) * | 2012-10-31 | 2013-11-14 | 中兴通讯股份有限公司 | High-voltage protection circuit, high-voltage protection method and power supply |
RU2561192C1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-08-27 | Лослес Энерджи Систем АГ | DEVICE OF CENTRALISED COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN n-PHASE HIGH-VOLTAGE NETWORK |
-
2017
- 2017-08-14 RU RU2017128936A patent/RU2661347C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2342756C1 (en) * | 2007-12-27 | 2008-12-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Method for overvoltage limitation in electric networks |
WO2013167089A2 (en) * | 2012-10-31 | 2013-11-14 | 中兴通讯股份有限公司 | High-voltage protection circuit, high-voltage protection method and power supply |
RU2561192C1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-08-27 | Лослес Энерджи Систем АГ | DEVICE OF CENTRALISED COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN n-PHASE HIGH-VOLTAGE NETWORK |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110323731A (en) * | 2019-07-03 | 2019-10-11 | 张安斌 | Voltage transformer primary side neutral point controllable impedance harmonic elimination apparatus |
CN110323731B (en) * | 2019-07-03 | 2021-05-11 | 张安斌 | Voltage transformer primary side neutral point controllable impedance resonance elimination device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2741822C2 (en) | Overvoltage limitation system for medium and high voltage | |
Bucher et al. | Comparison of fault currents in multiterminal HVDC grids with different grounding schemes | |
KR20200040859A (en) | Serial compensator and control method | |
Kuchanskyy et al. | Measures and technical means for increasing efficiency and reliability of extra high voltage transmission lines | |
RU2661347C1 (en) | Over voltages in medium voltage electric networks reduction method | |
RU181454U1 (en) | DEVICE FOR REDUCING VOLTAGE IN ELECTRIC NETWORKS WITH SMALL EARTH CIRCUIT | |
Moraes et al. | Assessment of the electromagnetic coupling between lines of different voltages sharing the same structures | |
Kaiser et al. | Safety considerations for the operation of bipolar DC-grids | |
Mehmed-Hamza et al. | Overvoltage analysis in medium voltage power electric networks depending on the modes with neutral grounding | |
CN109494701A (en) | A kind of substation overvoltage protection circuit and its application | |
Pawar et al. | Transient overvoltages in power system | |
CN110690688A (en) | Lightning arrester protection device and lightning arrester protection method | |
Chi et al. | Comparison and analysis on Very Fast Transient Overvoltage based on 550kV GIS and 800kV GIS | |
Thallam et al. | Design studies for the Mead-Phoenix 500 kV AC transmission project | |
Khadke et al. | Co-ordination of spark gap protection with MOV in EHV transmission line with FSC | |
Kowalski et al. | Application of static var compensation on the southern california edison system to improve transmission system capacity and address voltage stability issues-part 1. planning, design and performance criteria considerations | |
Hamid et al. | Transient analysis during switching of mechanically switched capacitor and damping network (MSCDN) | |
Li et al. | Analysis and comparison of resonance grounding with low resistance grounding | |
Bui-Van et al. | Control of switching overvoltages and transient recovery voltages for hydro-quebec 735-kV series-compensated transmission system | |
Chen et al. | Promoting the surge immunity techniques of an uninterruptible hydro plant power system under the surge environment of high exposure | |
RU2640196C1 (en) | High-voltage electric transmission line with earth-wire | |
Hasan et al. | Comparative Study and Analysis of Switching Transient Behaviour of Overhead Transmission Lines and Underground Cables | |
Patcharoen et al. | Inrush current analysis for switching large shunt capacitor bank in a 230 kV substation system | |
Hasan et al. | Study and Analysis of Switching Transients in Power Distribution System | |
Ritter et al. | Derivation of requirements for small-current switching in future HVDC substations |