RU2763036C1 - Method for protecting a power line from a remote short circuit and informing a network manager about disconnecting a protective switching device from a short circuit or for another reason - Google Patents

Method for protecting a power line from a remote short circuit and informing a network manager about disconnecting a protective switching device from a short circuit or for another reason Download PDF

Info

Publication number
RU2763036C1
RU2763036C1 RU2021115793A RU2021115793A RU2763036C1 RU 2763036 C1 RU2763036 C1 RU 2763036C1 RU 2021115793 A RU2021115793 A RU 2021115793A RU 2021115793 A RU2021115793 A RU 2021115793A RU 2763036 C1 RU2763036 C1 RU 2763036C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switching device
protective switching
short
circuit
short circuit
Prior art date
Application number
RU2021115793A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Виноградов
Алина Васильевна Виноградова
Вадим Евгеньевич Большев
Алексей Валерьевич Букреев
Иван Александрович Седых
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
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 бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2021115793A priority Critical patent/RU2763036C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2763036C1 publication Critical patent/RU2763036C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering. According to the method, the current in the power transmission line is monitored and the maximum distance from the protective switching device installed at the beginning of the line to the most distant point at which its sensitivity to short circuits is ensured is determined. At this or somewhat less distance, a protective switching device with sensitivity to short circuits is installed along the entire subsequent length of the power line. In the event of a short circuit, a protective shutdown is performed. Based on the totality of the facts of the flow or absence of short-circuit current through the protective switching device and the disappearance of voltage beyond the point of its installation, as well as the fact of disconnection, it is concluded that the protective switching device has been disconnected due to short-circuit current or manually and send a message to the network manager.
EFFECT: ensuring the possibility of protecting the power transmission line from a remote short circuit in the section of the power transmission line behind the installation point of the protective switching device.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты линии электропередачи от удалённого короткого замыкания.The invention relates to the field of electrical engineering and is intended to protect power lines from a remote short circuit.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ расширения зоны чувствительности защитного коммутационного аппарата к токам короткого замыкания, заключающийся в контроле тока в линии электропередачи и определении расстояния от защитного коммутационного аппарата, установленного в начале линии до максимально удалённой точки короткого замыкания, в которой обеспечивается чувствительность данного защитного коммутационного аппарата к коротким замыканиям (патент РФ № 2744513, МПК H02H 3/10, G01R 31/52. опубл. 11.03.2021, Бюл. № 8).The closest in technical essence to the proposed invention is a method of expanding the sensitivity zone of a protective switching device to short-circuit currents, which consists in monitoring the current in the power transmission line and determining the distance from the protective switching device installed at the beginning of the line to the most distant short-circuit point in which the sensitivity of this protective switching device to short circuits (RF patent No. 2744513, IPC H02H 3/10, G01R 31/52. publ. 03/11/2021, bull. No. 8).

Недостатком известного способа является его ограниченная область применения в связи с невозможностью применения для защиты линии электропередачи от удалённого короткого замыкания путём отключения участка линии электропередачи, на котором произошло короткое замыкание.The disadvantage of this method is its limited scope due to the impossibility of using it to protect the power transmission line from a remote short circuit by disconnecting the section of the power transmission line on which the short circuit occurred.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение области применения способа за счёт обеспечения возможности его применения для защиты линии электропередачи от удалённого короткого замыкания путём отключения участка линии электропередачи, на котором произошло короткое замыкание.The objective of the present invention is to expand the field of application of the method by making it possible to use it to protect the power transmission line from a remote short circuit by disconnecting the section of the power transmission line where the short circuit has occurred.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность защиты линии электропередачи от удалённого короткого замыкания за счёт отключения защитного коммутационного аппарата, установленного в линии электропередачи при коротком замыкании на участке линии электропередачи за точкой его установки.As a result of using the proposed invention, it becomes possible to protect the power transmission line from a remote short circuit due to the disconnection of the protective switching device installed in the power transmission line in case of a short circuit in the section of the power transmission line behind the point of its installation.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе защиты линии электропередачи от удалённого короткого замыкания, заключающемся в контроле тока в линии электропередачи и определении максимального расстояния от защитного коммутационного аппарата, установленного в начале линии до максимально удалённой точки короткого замыкания, в которой обеспечивается чувствительность данного защитного коммутационного аппарата к коротким замыканиям, согласно изобретению, на этом, или несколько меньшем расстоянии устанавливают в линии электропередачи защитный коммутационный аппарат чувствительный к токам короткого замыкания от точки установки до конца линии электропередачи, оснащают защитный коммутационный аппарат датчиками тока и напряжения, датчиком положения, с помощью которых контролируют ток, протекающий через защитный коммутационный аппарат, и напряжение с обеих сторон от защитного коммутационного аппарата, а также положение защитного коммутационного аппарата, при возникновении короткого замыкания за точкой установки защитного коммутационного аппарата отключают данным защитным коммутационным аппаратом ток короткого замыкания, защищая таким образом линию электропередачи от удалённых коротких замыканий, при протекании тока короткого замыкания через защитный коммутационный аппарат и последующем исчезновении напряжения за точкой установки защитного коммутационного аппарата фиксируют с помощью датчика положения факт отключения защитного коммутационного аппарата, делают вывод об отключении защитного коммутационного аппарата вследствие тока короткого замыкания и отправляют сообщение об этом по каналу связи диспетчеру сети, при отсутствии факта протекания через защитный коммутационный аппарат тока короткого замыкания, но при исчезновении напряжения за защитным коммутационным аппаратом и фиксации отключения защитного коммутационного аппарата датчиком положения, делают вывод о том, что отключение защитного коммутационного аппарата произошло не по причине короткого замыкания, а, например, вручную, сообщение об этом отправляют по каналу связи диспетчеру сети.The above technical result is achieved by the fact that in the proposed method of protecting a power transmission line from a remote short circuit, which consists in monitoring the current in the power transmission line and determining the maximum distance from the protective switching device installed at the beginning of the line to the most distant short circuit point, in which the sensitivity of this protective switching device to short circuits, according to the invention, at this, or slightly less distance, a protective switching device sensitive to short-circuit currents from the installation point to the end of the power line is installed in the power line, the protective switching device is equipped with current and voltage sensors, a position sensor, with which control the current flowing through the protective switching device, and the voltage on both sides from the protective switching device, as well as the position of the protective switching device, when In the event of a short circuit behind the installation point of the protective switching device, the short-circuit current is disconnected by this protective switching device, thus protecting the power line from remote short circuits, when a short-circuit current flows through the protective switching device and the subsequent loss of voltage behind the installation point of the protective switching device, fix with the help position sensor, the fact of disconnection of the protective switching device, conclude that the protective switching device has been disconnected due to short-circuit current and send a message about this via the communication channel to the network manager, in the absence of the fact of flowing through the protective switching device of a short-circuit current, but when the voltage behind the protective switching device disappears and fixing the disconnection of the protective switching device by the position sensor, it is concluded that the disconnection of the protective switching device was not due to a short circuit short circuit, and, for example, manually, a message about this is sent via the communication channel to the network manager.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема реализации способа, согласно которой: защитный коммутационный аппарат ЗКА1, защитный коммутационный аппарат ЗКА2, датчик тока ДТ3, датчик напряжения ДН4, датчик положения ДП5, блок обработки информации БОИ6, канал связи 7, диспетчер сети 8, точка короткого замыкания 9, точка короткого замыкания 10, линия электропередачи ЛЭП 11. Также на чертеже показаны зоны чувствительности ЗКА1 (LчувЗКА1) и ЗКА2 (LчувЗКА2).The essence of the invention is illustrated by a drawing, which shows a block diagram of the implementation of the method, according to which: protective switching device ZKA1, protective switching device ZKA2, current sensor DT3, voltage sensor DN4, position sensor DP5, information processing unit PU6, communication channel 7, network manager 8, short circuit point 9, short circuit point 10, power transmission line 11. Also, the drawing shows the sensitivity zones ZKA1 (LchuvZKA1) and ZKA2 (LchuvZKA2).

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Определяется расстояние по длине ЛЭП11 от ЗКА1 до максимально удалённой точки короткого замыкания, в которой обеспечивается чувствительность ЗКА1 к коротким замыканиям. На этом расстоянии, или несколько меньшем, устанавливают в ЛЭП11 ЗКА2, который контролирует ток в линии. При этом зона чувствительности ЗКА2 должна быть более длины ЛЭП11 за точкой установки ЗКА2, то есть ЗКА2 должен чувствовать токи короткого замыкания всех возможных видов в точках от К9 до К10.The distance along the length of the power transmission line11 from ZKA1 to the most distant point of short circuit is determined, in which the sensitivity of ZKA1 to short circuits is ensured. At this distance, or somewhat less, ZKA2 is installed in the power transmission line11, which controls the current in the line. In this case, the ZKA2 sensitivity zone should be more than the length of the power transmission line11 behind the ZKA2 installation point, that is, ZKA2 must sense short-circuit currents of all possible types at points from K9 to K10.

При появлении тока короткого замыкания в ЛЭП11 за точкой установки ЗКА2 данное устройство отключает ток короткого замыкания, защищая таким образом ЛЭП11 от удалённых коротких замыканий. ДТ3 контролирует ток, протекающий через ЗКА2, ДН4 контролирует напряжение с обеих сторон от ЗКА2, ДП5 контролирует положение ЗКА2. При протекании тока короткого замыкания через ЗКА2 это будет зафиксировано ДТ3 и информация об этом будет передана в блок обработки информации БОИ6. Отключение ЗКА2 приведёт к исчезновению напряжения после ЗКА2 при его наличии до ЗКА2, что будет зафиксировано ДН4. Информация об этом также поступит на БОИ6. Факт отключения ЗКА2 фиксируется также ДП5, который также передаёт информацию в БОИ6. В БОИ6 сопоставляется информация, полученная с ДТ3, ДН4, ДП5 и, если данные с датчиков соответствуют указанным выше, то БОИ6 по каналу связи передаёт сообщение диспетчеру сети об отключении ЗКА2 вследствие тока короткого замыкания. Сообщение может быть передано по любому каналу связи и протоколу, принятому в компании, обслуживающей рассматриваемую ЛЭП11. When a short-circuit current appears in LEP11 behind the ZKA2 installation point, this device cuts off the short-circuit current, thus protecting LEP11 from remote short circuits. DT3 controls the current flowing through ZKA2, DN4 controls the voltage on both sides of ZKA2, DP5 controls the position of ZKA2. When a short-circuit current flows through ZKA2, this will be recorded by DT3 and information about this will be transferred to the information processing unit PU6. Disabling ZKA2 will lead to the disappearance of voltage after ZKA2, if it is present before ZKA2, which will be fixed by DN4. Information about this will also go to BOI6. The fact of switching off ZKA2 is also recorded by DP5, which also transmits information to PU6. In PU6, the information received from DT3, DN4, DP5 is compared and, if the data from the sensors correspond to the above, then PU6 via the communication channel transmits a message to the network dispatcher about the disconnection of ZKA2 due to a short circuit current. The message can be transmitted via any communication channel and protocol adopted by the company serving the transmission line under consideration11.

Если будет зафиксировано датчиком ДП5 отключение ЗКА2 при отсутствии факта протекания через ЗКА2 тока короткого замыкания, то есть при отсутствии соответствующего сигнала с ДТ3, но при исчезновении напряжения за защитным коммутационным аппаратом, сигнал о чём поступит с ДН4, то БОИ6, сопоставив данную информацию с ДТ3, ДН4 и ДП5 то БОИ6 по каналу связи передаёт сообщение диспетчеру сети об отключении ЗКА2 не вследствие тока короткого замыкания, а по иной причине.If the sensor DP5 detects the shutdown of ZKA2 in the absence of a short-circuit current flowing through ZKA2, that is, in the absence of a corresponding signal from DT3, but when the voltage behind the protective switching device disappears, a signal about what will come from DN4, then PU6, comparing this information with DT3 , DN4 and DP5, then PU6 via the communication channel transmits a message to the network dispatcher about the disconnection of ZKA2 not due to a short-circuit current, but for another reason.

Получив информацию об отключении ЗКА2 диспетчер сети оперативно принимает решение о дальнейших действиях, что позволяет сократить время перерыва в электроснабжении потребителей, подключенных к участку линии ЛЭП11 за ЗКА2. Также способ позволяет предотвратить необоснованные перерывы в электроснабжении потребителей, подключенных к участку ЛЭП11 до ЗКА2 и повышает электробезопасность, обеспечивая отключение токов коротких замыканий при возникновении замыканий на любом участке ЛЭП11. Возможность ручного отключения ЗКА2 позволяет сократить перерывы в электроснабжении потребителей, подключенных к ЛЭП11 до ЗКА2 при плановом ремонте и обслуживании участка ЛЭП11 за ЗКА2.Having received information about the disconnection of ZKA2, the network dispatcher quickly makes a decision on further actions, which makes it possible to reduce the time of interruption in the power supply to consumers connected to the section of the power line 11 behind ZKA2. Also, the method allows you to prevent unreasonable interruptions in the power supply to consumers connected to the section of the power transmission line11 to ZKA2 and increases electrical safety, ensuring the disconnection of short-circuit currents in the event of short circuits in any section of the power transmission line11. The ability to manually turn off ZKA2 allows you to reduce interruptions in the power supply to consumers connected to the power transmission line11 to ZKA2 during scheduled repairs and maintenance of the section of power transmission line11 behind ZKA2.

Предлагаемый способ позволяет осуществить защиту линии электропередачи от удалённого короткого замыкания, повышает наблюдаемость электрической сети и её управляемость, сокращает время перерывов в электроснабжении потребителей при аварийных отключениях и при плановом обслуживании линии электропередачи.The proposed method makes it possible to protect the power transmission line from a remote short circuit, increases the observability of the electrical network and its controllability, reduces the time of interruptions in the power supply to consumers during emergency outages and during scheduled maintenance of the power transmission line.

Claims (1)

Способ защиты линии электропередачи от удалённого короткого замыкания, заключающийся в контроле тока в линии электропередачи и определении максимального расстояния от защитного коммутационного аппарата, установленного в начале линии до максимально удалённой точки короткого замыкания, в которой обеспечивается чувствительность данного защитного коммутационного аппарата к коротким замыканиям, отличающийся тем, что на этом или несколько меньшем расстоянии устанавливают в линии электропередачи защитный коммутационный аппарат, чувствительный к токам короткого замыкания от точки установки до конца линии электропередачи, оснащают защитный коммутационный аппарат датчиками тока и напряжения, датчиком положения, с помощью которых контролируют ток, протекающий через защитный коммутационный аппарат, и напряжение с обеих сторон от защитного коммутационного аппарата, а также положение защитного коммутационного аппарата, при возникновении короткого замыкания за точкой установки защитного коммутационного аппарата отключают данным защитным коммутационным аппаратом ток короткого замыкания, защищая таким образом линию электропередачи от удалённых коротких замыканий, при протекании тока короткого замыкания через защитный коммутационный аппарат и последующем исчезновении напряжения за точкой установки защитного коммутационного аппарата фиксируют с помощью датчика положения факт отключения защитного коммутационного аппарата, делают вывод об отключении защитного коммутационного аппарата вследствие тока короткого замыкания и отправляют сообщение об этом по каналу связи диспетчеру сети, при отсутствии факта протекания через защитный коммутационный аппарат тока короткого замыкания, но при исчезновении напряжения за защитным коммутационным аппаратом и фиксации отключения защитного коммутационного аппарата датчиком положения делают вывод о том, что отключение защитного коммутационного аппарата произошло не по причине короткого замыкания, а, например, вручную, сообщение об этом отправляют по каналу связи диспетчеру сети.A method of protecting a power transmission line from a remote short circuit, which consists in monitoring the current in the power transmission line and determining the maximum distance from the protective switching device installed at the beginning of the line to the most distant short-circuit point, in which the sensitivity of this protective switching device to short circuits is ensured, characterized by that at this or a slightly smaller distance, a protective switching device is installed in the power line, sensitive to short-circuit currents from the point of installation to the end of the power line, the protective switching device is equipped with current and voltage sensors, a position sensor, with the help of which the current flowing through the protective switching device, and the voltage on both sides from the protective switching device, as well as the position of the protective switching device, in the event of a short circuit behind the installation point of the protective switching device of the device, the short-circuit current is disconnected by this protective switching device, thus protecting the power line from remote short circuits, when the short-circuit current flows through the protective switching device and the subsequent loss of voltage behind the installation point of the protective switching device, the fact of disconnection of the protective switching device is recorded using a position sensor , make a conclusion about the disconnection of the protective switching device due to the short-circuit current and send a message about this via the communication channel to the network dispatcher, in the absence of the fact of flowing through the protective switching device of a short-circuit current, but when the voltage behind the protective switching device disappears and the sensor detects the disconnection of the protective switching device by the sensor provisions conclude that the disconnection of the protective switching device did not occur due to a short circuit, but, for example, manually, a message about this is sent via channel alu communication to the network manager.
RU2021115793A 2021-06-02 2021-06-02 Method for protecting a power line from a remote short circuit and informing a network manager about disconnecting a protective switching device from a short circuit or for another reason RU2763036C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021115793A RU2763036C1 (en) 2021-06-02 2021-06-02 Method for protecting a power line from a remote short circuit and informing a network manager about disconnecting a protective switching device from a short circuit or for another reason

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021115793A RU2763036C1 (en) 2021-06-02 2021-06-02 Method for protecting a power line from a remote short circuit and informing a network manager about disconnecting a protective switching device from a short circuit or for another reason

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763036C1 true RU2763036C1 (en) 2021-12-27

Family

ID=80039056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021115793A RU2763036C1 (en) 2021-06-02 2021-06-02 Method for protecting a power line from a remote short circuit and informing a network manager about disconnecting a protective switching device from a short circuit or for another reason

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2763036C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779432C1 (en) * 2022-06-03 2022-09-07 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method for protecting a power line from a remote short circuit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7400150B2 (en) * 2004-08-05 2008-07-15 Cannon Technologies, Inc. Remote fault monitoring in power lines
RU2472170C1 (en) * 2008-10-27 2013-01-10 Сименс Акциенгезелльшафт Detection of fault area in electric circuits of power supply using principle of remote protection
US9618586B2 (en) * 2013-02-12 2017-04-11 Abb Schweiz Ag Method and device for detection of a fault in a protected unit
RU2744513C1 (en) * 2020-07-20 2021-03-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method of expanding zone of sensitivity of protective switching device to short-circuit currents

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7400150B2 (en) * 2004-08-05 2008-07-15 Cannon Technologies, Inc. Remote fault monitoring in power lines
RU2472170C1 (en) * 2008-10-27 2013-01-10 Сименс Акциенгезелльшафт Detection of fault area in electric circuits of power supply using principle of remote protection
US9618586B2 (en) * 2013-02-12 2017-04-11 Abb Schweiz Ag Method and device for detection of a fault in a protected unit
RU2744513C1 (en) * 2020-07-20 2021-03-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method of expanding zone of sensitivity of protective switching device to short-circuit currents

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779432C1 (en) * 2022-06-03 2022-09-07 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method for protecting a power line from a remote short circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4653238B2 (en) Delta I ground fault protection relay system for DC traction power supply system and control method thereof
CA2636677C (en) Directional fault current indicator
KR101803431B1 (en) Real-time recovery transformer system and its method of construction in case of single-phase power line failure
US6459998B1 (en) Sensing downed power lines
US10732223B2 (en) Circuit breaker health monitoring
CN105765812B (en) Method for the electric fault in detection circuit
KR100903149B1 (en) Monitoring device for trip circuit of circuit breaker
JP6299920B1 (en) DC ground fault detection system and DC ground fault detection method for DC electric railway
RU2744513C1 (en) Method of expanding zone of sensitivity of protective switching device to short-circuit currents
US5543995A (en) Method and apparatus for protecting a power transmission line
CN103683491A (en) Multi-power accessed substation anti-islanding system
KR20150128124A (en) Over current relay
KR20130105060A (en) Directional selective ground relay system and control method in dc traction power supply system
RU2763036C1 (en) Method for protecting a power line from a remote short circuit and informing a network manager about disconnecting a protective switching device from a short circuit or for another reason
RU2764280C1 (en) Method for protecting a power line from a remote short circuit and informing a network manager about disconnecting a protective switching device
KR20170138172A (en) Electrical safety device using a learning function and method thereof
US11177688B2 (en) Uninterruptible power supply, arc quenching device, electrical appliance and method for reducing an arc energy
KR101101981B1 (en) Circuit breaker for surge protective device
RU2767504C1 (en) Device for protection of power transmission line against remote short circuits and overloads
RU2767502C1 (en) Device for protection of power transmission line against remote short circuit
US11431161B2 (en) Electric power distribution sectionalizing in high-risk areas using wireless fault sensors
RU2779432C1 (en) Method for protecting a power line from a remote short circuit
RU2767501C1 (en) Power line partitioning device
JPH05304735A (en) Electronic disconnecting device
KR20190054438A (en) Apparatus for pfeeding electric power for train equipment and method