RU2787362C1 - Фильтр тока обратной последовательности на герконах - Google Patents
Фильтр тока обратной последовательности на герконах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787362C1 RU2787362C1 RU2022119448A RU2022119448A RU2787362C1 RU 2787362 C1 RU2787362 C1 RU 2787362C1 RU 2022119448 A RU2022119448 A RU 2022119448A RU 2022119448 A RU2022119448 A RU 2022119448A RU 2787362 C1 RU2787362 C1 RU 2787362C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reed switches
- phase
- windings
- outputs
- amplifier
- Prior art date
Links
- 210000003165 Abomasum Anatomy 0.000 title claims abstract description 65
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 title claims abstract description 65
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 19
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 11
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 5
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Использование: в области электроэнергетики для защиты электроустановок от междуфазных коротких замыканий. Технический результат - расширение функциональных возможностей фильтра токов обратной последовательности на герконах за счет выявления неисправностей обмоток управления. Фильтр тока обратной последовательности содержит первый и второй герконы, исполнительный орган, первую и вторую обмотки, намотанные на первый и второй герконы, соответственно, первый усилитель, первую фазоповоротную схему. Согласно изобретению в фильтр введены третий и четвертый герконы. Контакты первого и четвертого герконов подключены к входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к прямому входу элемента И с одним инверсным входом, логическая часть подключена к выходу элемента И с одним инверсным входом, а выходом к исполнительному органу. Третья и четвертая обмотки намотаны на третий и четвертый герконы, соответственно, а второй усилитель подключен к третьей обмотке, вторая фазоповоротная схема входами подключена к выходам второго усилителя, а выходами, через второй регулировочный резистор - к четвертой обмотке. Блок сравнения входами подключен к выводам первой и четвертой обмоток, а выходом к блоку сигнализации и инверсному входу элемента И с одним инверсным входом. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты электроустановок от двухфазных коротких замыканий.
Известен фильтр тока обратной последовательности [Н.В. Чернобровов. Релейная защита энергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - С. 800], содержащий трехобмоточный трансреактор, первичные обмотки которого подключены к трансформаторам тока фаз А и С, активное сопротивление и двухобмоточный трансформатор, подключенные параллельно вторичной обмотке трансреактора.
Недостатком этого фильтра являются невозможность работы без трансформаторов тока, плохой информационный порог чувствительности, характеризующий уровень помех на выходе, и инерционность, обусловленную большой мощностью, потребляемой трансреактором от измерительных трансформаторов тока.
Известен фильтр тока нулевой последовательности [KZ 20853 МПК H02H 3/38, опубл. 16.02.2009], содержащий первый и второй герконы, исполнительный орган, первую и вторую обмотки, намотанные на первый и второй герконы, соответственно, первый усилитель, подключенный ко второй обмотке, первую фазоповоротную схему, входами подключенную к выходам первого усилителя, а выходами, через первый регулировочный резистор - к первой обмотке, причем первый и второй герконы с первой и второй обмотками закреплены на пересечении горизонтальной и первой вертикальной плоскостей N1 так, что центр тяжести первого совпадает с точкой с координатами h=1,155d, 
и 
(в вертикальной плоскости), а второго - с точкой с координатами h=1,155d, 
, 
, где h - расстояние в вертикальной плоскости N1 от первой горизонтальной линии, проходящей через центры тяжести герконов, до плоскости F, в которой расположены токопроводы, γ1 (γ2) - угол между первой горизонтальной линией и продольной осью первого (второго) геркона, х1 (х2) - расстояние от центра тяжести первого (второго) геркона до первой вертикальной линии, проходящей через центр токопровода фазы А, d - расстояние между проводниками соседних фаз.
Недостатками этого фильтра являются невозможность выявления трехфазных коротких замыканий и токов перегрузки, а также неисправностей его элементов в промежутках между плановыми проверками.
Технический результат - расширение функциональных возможностей фильтра токов обратной последовательности на герконах и выявление неисправностей обмоток управления.
Технический результат достигается тем, что фильтр тока обратной последовательности так же, как и в прототипе, содержит первый и второй герконы, исполнительный орган, первую и вторую обмотки, намотанные на первый и второй герконы, соответственно, первый усилитель, подключенный ко второй обмотке, первую фазоповоротную схему, входами подключенную к выходам первого усилителя, а выходами, через первый регулировочный резистор - к первой обмотке, причем первый и второй герконы с первой и второй обмотками закреплены на пересечении горизонтальной и первой вертикальной плоскостей N1 так, что центр тяжести первого совпадает с точкой с координатами h=1,155d, и (в вертикальной плоскости), а второго - с точкой с координатами h=1,155d, , , где h - расстояние в вертикальной плоскости N1 от первой горизонтальной линии, проходящей через центры тяжести герконов, до плоскости F, в которой расположены токопроводы, γ1 (γ2) - угол между первой горизонтальной линией и продольной осью первого (второго) геркона, х1 (х2) - расстояние от центра тяжести первого (второго) геркона до первой вертикальной линии, проходящей через центр токопровода фазы А, d - расстояние между проводниками соседних фаз.
Согласно изобретению третий и четвертый герконы расположены в той же горизонтальной плоскости, что и первый и второй герконы, на ее пересечении с второй вертикальной плоскостью N2, находящейся от первой на расстоянии l. Третий и четвертый герконы закреплены под углами γ3 и γ4 к второй горизонтальной прямой, проходящей через их центры тяжести, и на расстояниях х3 и х4 от второй вертикальной линии, проходящей через центр токопровода фазы А и пересекающей вторую горизонтальную линию, причем х3=х1, х4=х2 и γ3=γ1, γ4=γ2. Контакты первого и четвертого герконов подключены к входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к прямому входу элемента И с одним инверсным входом. Логическая часть подключена к выходу элемента И с одним инверсным входом, а выходом к исполнительному органу. Третья и четвертая обмотки намотаны на третий и четвертый герконы, соответственно. Второй усилитель подключен к третьей обмотке. Вторая фазоповоротная схема входами подключена к выходам второго усилителя, а выходами, через второй регулировочный резистор - к четвертой обмотке. Блок сравнения входами подключен к выводам первой и четвертой обмоток, а выходом к блоку сигнализации и инверсному входу элемента И с одним инверсным входом.
Использование дополнительных герконов с обмотками, усилителя, фазоповоротной схемы и резистора, а также блоков сравнения и сигнализации и элементов ИЛИ, И с одним инверсным входом, и их соответствующее подключение позволяют выполнить функциональную диагностику фильтра, выявляя неисправности в элементах.
На фигуре 1 представлена структурная схема фильтра токов обратной последовательности.
Фильтр тока обратной последовательности содержит герконы 1, 2, 3 и 4 с обмотками 5, 6, 7 и 8, соответственно. Усилитель 9 (У1) (10 (У2)) входами подключен к обмотке 6 (7) геркона 2 (3), а выходами - к входам фазоповоротной схемы 11 (Ф1) (12 (Ф2)), которая выходами, через регулировочный резистор 13 (14), подключена к обмотке 5 (8) геркона 1 (4). Элемент ИЛИ 15 (ИЛИ) подключен к контактам герконов 1 и 4. Элемент И 16 (И) с одним инверсным входом подключен прямым входом к элементу ИЛИ 15 (ИЛИ), а выходом к логической части 17 (ЛЧ). Схема сравнения 18 (СС) входами подключена к выводам обмоток 5 и 8, а выходом - к блоку сигнализации 19 (БС) и инверсному входу элемента И 16 (И). Исполнительный орган 20 (ИО) подключен к логической части 17.
В качестве герконов 1-4 с обмотками 5-8 управления могут быть использованы, например, герконовые реле типа РГК-54. В качестве усилителей 9 (У1) и 10 (У2) могут быть использованы усилители типа К14УД6. Фазоповоротные схемы 11 (Ф1) и 12 (Ф2) могут быть выполнены, например, на конденсаторах типа К 50-12 и резисторах МОН-0,5. В качестве резисторов 13 и 14 могут быть использованы резисторы типа МОН-0,5. Элементы ИЛИ 15 (ИЛИ), И 16 (И) с одним инверсным входом, логическая часть 17 (ЛЧ) и схема сравнения 18 (СС) могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53. В качестве блока сигнализации 19 (БС) и исполнительного органа 20 (ИО) могут быть использованы лампа типа L16RR-E05 и промежуточное реле типа RT424005.
Герконы располагаются (фиг. 1) в магнитном поле токопроводов 21, 22, 23 фаз А, В, С, соответственно. Для того, чтобы геркон 1 реагировал только на токи обратной последовательности, как известно из прототипа, вдоль его продольной оси должна действовать индукция В пр , созданная токами в фазах 21, 22, 23:
где 
- расстояние от оси фазы А до центра тяжести геркона 1; 
- угол между продольной осью геркона 1 и индукцией магнитного поля, действующего на него; 
, 
и 
- вектора токов в фазах 21, 22, 23; μ0 - магнитная постоянная.
Как показали расчеты, приведенные в [KZ 20853 МПК H02H 3/38, опубл. 16.02.2009], для выполнения равенства (1) геркон 1 должен быть установлен в плоскости N1 в точке с координатами: h=1,155d, и (в вертикальной плоскости), геркон 2 - в этой же плоскости в точке с координатами h=1,155d, , (где h - расстояние в вертикальной плоскости N1 от горизонтальной линии 24, проходящей через центры тяжести герконов 1 и 2, до плоскости F, расположения токопроводов 21, 22, 23, γ1 и γ2 - углы в плоскости N1 между линией 24 и продольной осью герконов 1 и 2, х1 и х2 - расстояние от центров тяжестей герконов 1 и 2 до вертикальной линии 26, проходящей через центр токопровода фазы А перпендикулярно линии 24, d - расстояние между проводниками соседних фаз) и соответствующим образом должны быть выбраны коэффициент Ку усиления усилителя 9 (У1), угол β фазоповоротной схемы 11 (Ф1) и резистор 13.
Аналогично обеспечивается воздействие магнитных полей, созданных токами обратной последовательности, на геркон 4, но в (1) отсутствует множитель 
, и первое слагаемое в скобках умножается на 
. Герконы 3 и 4 устанавливаются в плоскости N2 в точках с координатами h2=h1, х3=0, х4=2d, γ3=γ1, γ4=γ2, коэффициент усиления усилителя 10 (У2) равен Ку, угол фазоповоротной схемы 12 (Ф2) рассчитывается аналогично углу β.
Фильтр работает следующим образом. В нормальном режиме работы электроустановки токи обратной последовательности отсутствуют. Однако из-за неточности установки герконов 1 и 2 в заданные точки и допустимой несимметрии системы трехфазных токов вдоль продольной оси геркона 1 действует индукция Внб небаланса. Для несрабатывания геркона 1 в нормальном режиме, его индукция 
срабатывания выбирается большей Внб, то есть
где kотс - коэффициент отстройки, kотс=1,2.
При коротком замыкании на землю по токопроводам электроустановки протекают токи нулевой последовательности. При этом геркон 1 (4) не срабатывает, так как токи нулевой последовательности в фазах электроустановки равны (
), и из (1) индукция 
равна нулю.
При междуфазных коротких замыканиях по токопроводам электроустановки протекают токи обратной последовательности. При этом 
оказывается меньше индукции воздействующего на него магнитного поля, созданного токами обратной последовательности. В этом можно убедиться, если в (1) подставить систему токов обратной последовательности 
, 
, 
. Индукция в (1) при этом станет равной 
. Геркон 1 сработает, замыкая контакты, и подаст сигнал через элемент ИЛИ 15 (ИЛИ) и И 16 (И) в логическую часть 17 (ЛЧ).
При этих же замыканиях по токопроводам также протекают токи и прямой последовательности. Но при этом магнитное поле, созданное токами прямой последовательности, не будет действовать на геркон 1. В этом можно также убедиться, подставив в (1) систему токов прямой последовательности 
, 
, 
. Индукция в (1) при этом станет равной нулю. Поэтому геркон 1, выполняющий функции реагирующего элемента фильтра не срабатывает.
Токовая защита функционирует следующим образом. В режиме нагрузки и самозапуска электродвигателей геркон 2 не замыкает контакты, так как его индукция срабатывания Вср отстроена от максимальной индукции, созданной токами нагрузки и самозапуска, протекающими в токопроводах 21, 22, 23. Геркон 3, используемый для защиты от перегрузки, при самозапуске срабатывает, но логическая чась 17 (ЛЧ) сигнала не выдает, так как выдержка времени предлагаемой защиты, как и в традиционных, больше времени пуска и самозапуска. При трехфазных коротких замыканиях индукции магнитных полей, действующих на герконы 2 и 3, возрастают и становятся больше Вср. Поэтому герконы 2 и 3 срабатывают и подают сигналы в логическую часть 17 (ЛЧ) защиты. В результате выключатель электроустановки отключается.
Самодиагностика предлагаемого измерительного органа выполняется следующим образом. Во всех режимах его работы на входы схемы сравнения 18 (СС) поступают ЭДС, подаваемые на обмотки 5 и 8, с абсолютными значениями Е 5 и Е 8. При этом из-за неточности установки герконов 1-4 и несимметрии токов Е 5≠Е 8. Чтобы схема сравнения 18 (СС) не выдавала сигналов при отсутствии повреждений в цепях обмоток 5 и 8, параметр ее срабатывания Е ср должен быть отстроен от наибольшей разности этих ЭДС
При возникновении каких-либо повреждений в цепях обмоток 5 и 8, разность 
становится больше Е ср . Схема сравнения 18 (СС) срабатывает и выдает сигнал в блок сигнализации 19 (БС) и на инверсный вход элемента И 16 (И), блокируя работу фильтра.
Claims (1)
- Фильтр тока обратной последовательности, содержащий первый и второй герконы, исполнительный орган, первую и вторую обмотки, намотанные на первый и второй герконы, соответственно, первый усилитель, подключенный ко второй обмотке, первую фазоповоротную схему, входами подключенную к выходам первого усилителя, а выходами, через первый регулировочный резистор – к первой обмотке, причем первый и второй герконы с первой и второй обмотками закреплены на пересечении горизонтальной и первой вертикальной плоскостей N1 так, что центр тяжести первого совпадает с точкой с координатами h=1,155d,и
в вертикальной плоскости, а второго – с точкой с координатами h=1,155d,
,
, где h – расстояние в вертикальной плоскости N1 от первой горизонтальной линии, проходящей через центры тяжести герконов, до плоскости F, в которой расположены токопроводы, γ1 (γ2) – угол между первой горизонтальной линией и продольной осью первого/второго геркона, х1 (х2) – расстояние от центра тяжести первого/второго геркона до первой вертикальной линии, проходящей через центр токопровода фазы А, d – расстояние между проводниками соседних фаз, отличающийся тем, что третий и четвертый герконы расположены в той же горизонтальной плоскости на ее пересечении с второй вертикальной плоскостью N2, находящейся от первой на расстоянии l, третий и четвертый герконы закреплены под углами γ3 и γ4 к второй горизонтальной прямой, проходящей через их центры тяжести, и на расстояниях х3 и х4 от второй вертикальной линии, проходящей через центр токопровода фазы А и пересекающей вторую горизонтальную линию, причем х3=х1, х4=х2 и γ3=γ1, γ4=γ2, контакты первого и четвертого герконов подключены к входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к прямому входу элемента И с одним инверсным входом, логическая часть подключена к выходу элемента И с одним инверсным входом, а выходом к исполнительному органу, третья и четвертая обмотки намотаны на третий и четвертый герконы, соответственно, второй усилитель подключен к третьей обмотке, вторая фазоповоротная схема входами подключена к выходам второго усилителя, а выходами, через второй регулировочный резистор – к четвертой обмотке, блок сравнения входами подключен к выводам первой и четвертой обмоток, а выходом к блоку сигнализации и инверсному входу элемента И с одним инверсным входом.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2787362C1 true RU2787362C1 (ru) | 2023-01-09 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2383095C1 (ru) * | 2008-09-22 | 2010-02-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Фильтр тока обратной последовательности на герконах для электроустановок с горизонтально расположенными токопроводами |
| RU2574038C2 (ru) * | 2014-04-10 | 2016-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Фильтр тока обратной последовательности |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2383095C1 (ru) * | 2008-09-22 | 2010-02-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" | Фильтр тока обратной последовательности на герконах для электроустановок с горизонтально расположенными токопроводами |
| RU2574038C2 (ru) * | 2014-04-10 | 2016-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Фильтр тока обратной последовательности |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kletsel et al. | Resource-saving protection of powerful electric motors | |
| Barukin et al. | Majority voting schemes of differential protections without current transformers with functional diagnostics for converting units and electric motors | |
| JP4199065B2 (ja) | 保護継電装置 | |
| JPS5893422A (ja) | 高圧送電線路用保護装置 | |
| RU2787362C1 (ru) | Фильтр тока обратной последовательности на герконах | |
| RU164467U1 (ru) | Устройство токовой защиты электродвигателей | |
| JPH027248B2 (ru) | ||
| EP0316202B1 (en) | Selecting a faulty phase in a multi-phase electrical power system | |
| US4249124A (en) | Method and apparatus for monitoring faults by means of a polygonal trigger region | |
| JP6887906B2 (ja) | 零相電流差動リレー | |
| RU2791013C1 (ru) | Фильтр тока нулевой последовательности на герконах | |
| Kletsel et al. | Reed Switches Differential Protection of Conversion Facilities with the Second-harmonic Lockout | |
| RU2686081C1 (ru) | Устройство адаптивной токовой отсечки электродвигателей | |
| Kletsel’ et al. | Specific features of the development of differential-phase transformer protection systems on the basis of magnetic reed switches | |
| RU2699758C1 (ru) | Устройство токовой защиты электродвигателей с блокировкой одного блока токовых реле | |
| Vukolov et al. | Improvement of algorithms for voltage circuits fault detection in relay protection terminal of 6-35 kV electrical networks | |
| RU2422965C1 (ru) | Способ защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников | |
| RU2654208C1 (ru) | Устройство токовой защиты электродвигателей | |
| RU2716153C1 (ru) | Устройство для защиты от обрывов вторичных цепей трансформаторов тока в трехфазных сетях | |
| RU2374736C1 (ru) | Фильтр тока нулевой последовательности на герконах для электроустановки с горизонтально расположенными токопроводами | |
| RU2244972C1 (ru) | Дифференциальный трансформатор тока | |
| RU2759512C1 (ru) | Устройство направленной адаптивной токовой отсечки электродвигателей | |
| KR100228519B1 (ko) | 사고전류 억제장치(事故電流 抑制藏置) | |
| EP1220410A2 (en) | An overvoltage protection accessory device for a residual current circuit breaker | |
| Kletsel et al. | Comprehensive Protection of Furnace Transformers on Magnetically Sensitive Elements |