RU2788519C1 - Method for disconnecting a damaged connection with a single-phase earth fault in networks with an isolated neutral - Google Patents
Method for disconnecting a damaged connection with a single-phase earth fault in networks with an isolated neutral Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788519C1 RU2788519C1 RU2022125278A RU2022125278A RU2788519C1 RU 2788519 C1 RU2788519 C1 RU 2788519C1 RU 2022125278 A RU2022125278 A RU 2022125278A RU 2022125278 A RU2022125278 A RU 2022125278A RU 2788519 C1 RU2788519 C1 RU 2788519C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- connection
- neutral
- switch
- current
- Prior art date
Links
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 230000004224 protection Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 235000008180 Piper betle Nutrition 0.000 description 1
- 240000008154 Piper betle Species 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам определения присоединения с однофазным замыканием на землю (ОЗЗ) в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью.The invention relates to electrical engineering, in particular to methods for determining the connection with a single-phase earth fault (OSZ) in electrical networks 6-35 kV with isolated neutral.
Задача определения присоединения с ОЗЗ в сетях 6-10-35 кВ в настоящее время не имеет эффективного решения несмотря на динамичное развитие техники релейной защиты и увеличение установленного парка микропроцессорных устройств на объектах энергетики. The task of determining the connection with SPZ in 6-10-35 kV networks currently does not have an effective solution despite the dynamic development of relay protection technology and an increase in the installed fleet of microprocessor devices at power facilities.
В реальных условиях на энергообъектах до сих пор при возникновении ОЗЗ на секциях шин срабатывает неселективная сигнализация по повышению напряжения нулевой последовательности. При этом нет четкого определения фидера с ОЗЗ. Если секция шин питается от вышестоящей подстанции, то такая же неселективная сигнализация срабатывает на нескольких распределительных устройствах 6-10-35 кВ. Поиск ОЗЗ осуществляется методом последовательного отключения/включения всех фидеров 6-10-35 кВ на всех распределительных устройствах. Эти переключения влияют на работу технологического оборудования потребителей, загружают оперативный персонал непродуктивной работой и увеличивают время на устранение замыкания.In real conditions at power facilities, until now, when a fault occurs on the bus sections, a non-selective alarm is triggered by an increase in the zero sequence voltage. At the same time, there is no clear definition of a feeder with a ground fault. If the busbar section is fed from an upstream substation, then the same non-selective signaling is triggered on several 6-10-35 kV switchgears. The search for SPZ is carried out by the method of successive switching off / on of all 6-10-35 kV feeders at all switchgears. These switchings affect the operation of consumer technological equipment, load the operating personnel with unproductive work and increase the time to eliminate the circuit.
Известен способ определения присоединения с однофазным замыканием на землю (ОЗЗ) на основе измерения тока нулевой последовательности (ТНП) каждой линии (Кривенков В.В., Новелла В.Н. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. 1981, М., Энергоиздат; Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. 3-е изд. Л., 1985, Энергоатомиздат). Селективность таких защит обеспечивается отстройкой от собственного емкостного тока присоединения. Недостатком способа является то, что в ряде случаев невозможно выбрать уставку защиты из условия несрабатывания реле при внешнем ОЗЗ и условия срабатывания (чувствительности) на защищаемом присоединении. На практике это приводит к «загрублению» уставки и как следствие - к ложным срабатываниям исправных защит. A known method for determining the connection with a single-phase earth fault (OSZ) based on the measurement of the zero sequence current (CCR) of each line (Krivenkov V.V., Novella V.N. Relay protection and automation of power supply systems. 1981, M., Energoizdat; Shabad MA Calculations of relay protection and automation of distribution networks, 3rd ed., L., 1985, Energoatomizdat). The selectivity of such protections is ensured by detuning from the own capacitive current of the connection. The disadvantage of this method is that in some cases it is impossible to select the protection setting from the condition of the relay failure with an external short circuit fault and the condition of operation (sensitivity) at the protected connection. In practice, this leads to a “roughening” of the setpoint and, as a result, to false trips of serviceable protections.
Известен способ определения поврежденного присоединения при однофазном замыкании на землю в электрических систем с изолированной или компенсированной нейтралью, реализуемый устройством по патенту РФ №2096795, G01R31/08, 1997 г. В этом способе отключают отходящую питающую ЛЭП, на которой произошло замыкание на землю. Для чего подключают в резервной (стандартной) ячейке распределительного устройства, она же коммутирующая ячейка устройства по указанному патенту, высоковольтное балластное сопротивление (бэтеловый резистор) и амперметр, а в определенных точках отходящих ЛЭП подключают струбцины переносного кабеля измерительной ячейки. Производят переключение одного из двух разъединителей измерительной ячейки, а именно того, который необходим для производства измерений на заземленной фазе. Благодаря этому подготавливают цепь для протекания ограниченного тока короткого замыкания через землю, высоковольтное балластное сопротивление, амперметр и две, параллельно соединенные фазы питающей линии, из которых одна – та, на которой зафиксировано соединение с землей, и вторая – одна из двух других фаз. Затем у потребителя включают один из двух, специально смонтированных разъединителей между фазами А и С или В и С, активируют выключатель коммутирующей ячейки. В результате совершенного, через место замыкания на землю по двум фазам линии протекут ограниченные по времени токи однофазного короткого замыкания, которые фиксируются системой записи. После выдержки времени в 0,2-0,5 секунды выключатель коммутирующей ячейки отключают.A known method for determining a damaged connection in case of a single-phase ground fault in electrical systems with isolated or compensated neutral, implemented by the device according to the patent of the Russian Federation No. Why are they connected in the backup (standard) cell of the switchgear, it is also the switching cell of the device according to the specified patent, a high-voltage ballast resistance (betel resistor) and an ammeter, and at certain points of the outgoing power lines, the clamps of the measuring cell portable cable are connected. One of the two disconnectors of the measuring cell is switched, namely the one that is necessary for making measurements on the grounded phase. This prepares the circuit for a limited short-circuit current to flow through the earth, a high-voltage ballast, an ammeter and two phases of the supply line connected in parallel, one of which is the one on which the connection to earth is fixed, and the second is one of the other two phases. Then, at the consumer, one of two specially mounted disconnectors between phases A and C or B and C is turned on, the switch of the switching cell is activated. As a result of a perfect, time-limited single-phase short-circuit currents will flow through the place of a ground fault in two phases of the line, which are recorded by the recording system. After a time delay of 0.2-0.5 seconds, the switching cell switch is turned off.
Основным недостатком известного способа является необходимость отключения питающей ЛЭП потребителя, а также большой объем организационно-технических мероприятий для осуществления этого. The main disadvantage of the known method is the need to turn off the power transmission line of the consumer, as well as a large amount of organizational and technical measures to implement this.
Известен способ определения поврежденного присоединения при однофазном замыкании на землю в электрических систем с изолированной или компенсированной нейтралью, реализуемый в способе определения места и расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью (Патент РФ №2293342, G01R31/08, опубл.10.02.2007, бюл. №4), заключающийся в том, что подключают балластное сопротивление к резервной ячейке секции шин распределительного устройства, в котором есть замыкание на землю. Включают высоковольтный выключатель резервной ячейки, обеспечивая протекание через балластное сопротивление ограниченного по величине и времени двухфазного тока короткого замыкания. Во время включения отслеживают показания устройств визуальной фиксации бросков тока и по наличию или отсутствию бросков тока на приспособлениях визуальной фиксации судят о месте однофазного замыкания на землю.A known method for determining a damaged connection in case of a single-phase ground fault in electrical systems with an isolated or compensated neutral, implemented in a method for determining the location and distance to a single-phase ground fault in 6-35 kV electrical networks with an isolated or compensated neutral (RF Patent No. 2293342, G01R31/08, publ. 10.02.2007, bull. No. 4), consisting in the fact that the ballast resistance is connected to the reserve cell of the busbar section of the switchgear, in which there is a ground fault. The high-voltage switch of the reserve cell is switched on, ensuring the flow through the ballast resistance of a two-phase short circuit current limited in magnitude and time. At the time of switching on, the readings of the devices for visual fixation of current surges are monitored and, by the presence or absence of current surges on visual fixation devices, the place of a single-phase short circuit to ground is judged.
Недостатком способа является необходимость ручного включения балластного сопротивления и визуальной фиксации бросков тока за короткий промежуток времени (не более 1 сек), что может оказаться затруднительным из-за инерции составных компонентов амперметра. The disadvantage of this method is the need to manually turn on the ballast resistance and visual fixation of current surges in a short period of time (no more than 1 second), which may be difficult due to the inertia of the ammeter components.
Известен способ определения поврежденного присоединения при однофазном замыкании на землю в электрических систем с изолированной или компенсированной нейтралью, реализуемый в способе определения места и расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью (Патент РФ №2685746 G01R31/08, опубл.10.02.2007, бюл. №4), заключающийся в том, что устанавливают устройство релейной защиты с возможностью регистрации фазных токов каждого присоединения и резервной ячейки распределительного устройства, а также с возможностью фиксации однофазных замыканий на землю в каждом присоединении распределительного устройства, создания с помощью подачи на выключатель резервной ячейки сигналов ограниченного по величине и времени двухфазного тока короткого замыкания, определяют с помощью устройства релейной защиты присоединение с однофазным замыканием на землю и поврежденную фазу, подключают балластное сопротивление к резервной ячейке секции шин распределительного устройства, в котором есть замыкание на землю, включают высоковольтный выключатель резервной ячейки, обеспечивая протекание через балластное сопротивление ограниченного по величине и времени двухфазного тока короткого замыкания, во время включения регистрируют значения тока через балластное сопротивление и в поврежденной фазе присоединения с однофазным замыканием на землю.A known method for determining a damaged connection in case of a single-phase ground fault in electrical systems with isolated or compensated neutral, implemented in the method for determining the location and distance to the site of a single-phase ground fault in 6-35 kV electrical networks with isolated or compensated neutral (RF Patent No. 2685746 G01R31 /08, publ. 10.02.2007, bull. No. 4), consisting in the fact that a relay protection device is installed with the ability to register the phase currents of each connection and the backup cell of the switchgear, as well as with the possibility of fixing single-phase earth faults in each connection of the distribution devices, creating by supplying to the switch of the backup cell signals of a two-phase short-circuit current limited in magnitude and time, using a relay protection device, they determine the connection with a single-phase short circuit to earth and a damaged phase, connect the ballast resistance to the backup cell s busbars of the switchgear, in which there is a ground fault, turn on the high-voltage switch of the reserve cell, ensuring the flow through the ballast resistance of a two-phase short-circuit current limited in magnitude and time, during switching on, the values of the current are recorded through the ballast resistance and in the damaged phase of the connection with a single-phase circuit to the ground.
Недостатками способа являются сложность организационно-технических мероприятий и необходимость формирования двухфазного короткого замыкания, что может вызвать развитие аварии в других присоединениях.The disadvantages of this method are the complexity of organizational and technical measures and the need to form a two-phase short circuit, which can cause the development of an accident in other connections.
За прототип принят способ определения места и расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью (Патент РФ №2685747, G01R 31/08, опубл.23.04.2019, бюл. №12), заключающийся в том, что подключают балластное сопротивление к резервной ячейке секции шин распределительного устройства, в котором есть замыкание на землю, включают высоковольтный выключатель резервной ячейки, обеспечивая протекание через балластное сопротивление ограниченного по величине и времени тока короткого замыкания, во время включения регистрируют значения тока в поврежденной фазе присоединения с однофазным замыканием на землю. Согласно способа устанавливают устройство релейной защиты с возможностью регистрации фазных токов и фазных напряжений каждого присоединения, а также с возможностью фиксации однофазных замыканий на землю в каждом присоединении распределительного устройства, создания с помощью подачи на выключатель резервной ячейки сигналов ограниченного по величине и времени тока короткого замыкания в неповрежденной фазе, определяют с помощью устройства релейной защиты присоединение с однофазным замыканием на землю и поврежденную фазу, фиксируют фазные токи неповрежденных фаз присоединения с однофазным замыканием на землю и фазное напряжение поврежденной фазы, определяют по фазным токам и напряжению поврежденной фазы присоединения с однофазным замыканием на землю, зарегистрированным в течение протекания ограниченного по времени тока короткого замыкания неповрежденной фазы, формируют сигнал на отключение поврежденного присоединения.The prototype is a method for determining the location and distance to the location of a single-phase ground fault in electrical networks 6-35 kV with isolated or compensated neutral (RF Patent No. 2685747, G01R 31/08, publ. in that the ballast resistance is connected to the reserve cell of the busbar section of the switchgear, in which there is a ground fault, the high-voltage circuit breaker of the reserve cell is turned on, ensuring the flow of a short circuit current limited in magnitude and time through the ballast resistance, during switching on, the current values \u200b\u200bare recorded in the damaged connection phase with a single-phase earth fault. According to the method, a relay protection device is installed with the possibility of registering phase currents and phase voltages of each connection, as well as with the possibility of fixing single-phase earth faults in each connection of the switchgear, creating, by supplying a backup cell switch, signals of a short circuit current limited in magnitude and time in connection with a single-phase earth fault and a damaged phase, determine the phase currents of the undamaged phases of the connection with a single-phase earth fault and the phase voltage of the damaged phase using a relay protection device, determine the phase currents and voltage of the damaged phase of the connection with a single-phase earth fault registered during the flow of a time-limited short-circuit current of the undamaged phase, form a signal to turn off the damaged connection.
Способ реализуется следующим образом. Возникновение ОЗЗ на поврежденном присоединении распределительного устройства определяется с помощью устройства релейной защиты, выполненного с возможностью реализации известных технических решений (способов) выявления ОЗЗ, изложенных, например, в [Шуин В.А., Гусенков А.В. Защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ. – М.: НТФ Энергопрогресс, 2001.]. Автоматически по факту фиксации ОЗЗ устройством релейной защиты выдается сигнал на включение выключателя резервной ячейки распределительного устройства для обеспечения протекания через балластное сопротивление ограниченного по времени и величине тока короткого замыкания в неповрежденной фазе. Выбор времени протекания и величины тока короткого замыкания в неповрежденной фазе определяется параметрами термической стойкости провода ЛЭП. При этом устройство релейной защиты может содержать один или несколько терминалов релейной защиты. Необходимый состав устройства релейной защиты, а также функции отдельных его терминалов выбираются, исходя из возможностей и функций отдельных его терминалов в линейке конкретного производителя релейной защиты. Например, в качестве определяющих конструктивных параметров могут выступать: число аналоговых и дискретных входов-выходов, быстродействие и производительность микропроцессоров, возможности и объем памяти регистрации аварийных событий и др.The method is implemented as follows. The occurrence of a short circuit fault on a damaged connection of a switchgear is determined using a relay protection device that is capable of implementing known technical solutions (methods) for detecting a short circuit fault, as described, for example, in [Shuin V.A., Gusenkov A.V. Ground fault protection in electrical networks 6-10 kV. - M.: NTF Energoprogress, 2001.]. Automatically, upon fixing the SPE, the relay protection device generates a signal to turn on the switch of the switchgear backup cell to ensure the flow through the ballast resistance of a short circuit current limited in time and magnitude in the undamaged phase. The choice of the flow time and the value of the short circuit current in the undamaged phase is determined by the parameters of the thermal resistance of the power transmission line wire. In this case, the relay protection device may contain one or more relay protection terminals. The necessary composition of the relay protection device, as well as the functions of its individual terminals, are selected based on the capabilities and functions of its individual terminals in the line of a specific relay protection manufacturer. For example, the determining design parameters can be: the number of analog and discrete inputs/outputs, the speed and performance of microprocessors, the possibilities and amount of memory for registering emergency events, etc.
Недостатками способа являются сложность организационно-технических мероприятий по выявлению присоединений с ОЗЗ и необходимость формирования короткого замыкания, что может вызвать развитие аварии в других присоединениях.The disadvantages of this method are the complexity of the organizational and technical measures to identify connections with SPZ and the need to form a short circuit, which can cause the development of an accident in other connections.
Способ позволяет определить присоединения с ОЗЗ. The method allows you to determine the accession with OZZ.
Недостатком является то, что для определения присоединения с ОЗЗ требуется с помощью устройства релейной защиты определить поврежденную фазу, затем включить в резервной ячейке с балластным сопротивлением выключатель в неповрежденной фазе, затем по величинам фазных токов присоединений определяют поврежденное присоединение. The disadvantage is that in order to determine the connection with SPZ, it is required to determine the damaged phase using a relay protection device, then turn on the switch in the undamaged phase in the reserve cell with ballast resistance, then the damaged connection is determined by the values of the phase currents of the connections.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками предлагаемого изобретения следующие: Signs of the prototype, coinciding with the essential features of the invention are as follows:
• автоматически по факту фиксации ОЗЗ устройством релейной защиты выдается сигнал на включение выключателя резервной ячейки распределительного устройства; • Automatically upon fixation of the SPE by the relay protection device, a signal is issued to turn on the switch of the backup cell of the switchgear;
• по величине тока определяют присоединение с ОЗЗ;• according to the magnitude of the current, the connection with the OZZ is determined;
• отключают присоединение с ОЗЗ.• disconnect connection with OZZ.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение эксплуатации и повышение надежности в способе определения присоединения с ОЗЗ в сетях с изолированной нейтралью.The technical result of the invention is the simplification of operation and increased reliability in the method for determining the connection with SPZ in networks with isolated neutral.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в предварительном определении величины активных сопротивлений четырех балластных сопротивлений, три из которых подключают к трехфазному выключателю резервной ячейки, соединяют их в звезду, нейтраль которой соединяют через четвертое сопротивление с контуром заземления распределительного устройства, формируют уставки токовых релейных защит нулевой последовательности присоединений, которые формируют сигнал на отключение присоединений с однофазным замыканием на землю при появлении сигнала напряжения нулевой последовательности на секции шин после включения выключателя резервной ячейки.The technical result of the claimed invention consists in preliminary determination of the value of active resistances of four ballast resistances, three of which are connected to a three-phase switch of the backup cell, connected to a star, the neutral of which is connected through the fourth resistance to the ground loop of the switchgear, the settings of the current relay protections of the zero sequence of connections are formed , which form a signal to disconnect connections with a single-phase earth fault when a zero-sequence voltage signal appears on the busbar section after the backup cell switch is turned on.
Основные отличия предлагаемого способа следующие:The main differences of the proposed method are as follows:
• предварительно определяют величины активных сопротивлений четырех балластных сопротивлений, которые подключают к трехфазному выключателю резервной ячейки; • preliminarily determine the values of active resistances of four ballast resistances, which are connected to the three-phase switch of the reserve cell;
• соединяют три балластные сопротивления в звезду, нейтраль которой соединяют через четвертое балластное сопротивление с контуром заземления распределительного устройства;• connect three ballast resistors into a star, the neutral of which is connected through the fourth ballast resistor to the ground loop of the switchgear;
• формируют уставки токовых релейных защит нулевой последовательности присоединений, которые формируют сигнал на отключение присоединения с однофазным замыканием на землю после включения выключателя резервной ячейки при появлении сигнала напряжения нулевой последовательности на секции шин.• form the current relay protection settings of the zero sequence of connections, which generate a signal to disconnect the connection with a single-phase short to ground after the backup cell switch is turned on when a zero sequence voltage signal appears on the busbar section.
Наличие отличительных признаков, позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «новизна».The presence of distinctive features allows us to conclude that the claimed invention complies with the condition of patentability "novelty".
Из уровня техники не было выявлено источников, содержащих совокупность отличительных признаков заявляемого изобретения, а также не была установлена известность влияния отличительных признаков на достигаемый технический результат, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».No sources containing a set of distinctive features of the claimed invention have been identified from the prior art, and the influence of distinctive features on the achieved technical result has not been established, which allows us to conclude that the claimed invention complies with the patentability condition "inventive step".
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами, где:The essence of the proposed method is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 изображена трехфазная схема замещения сети с питающим присоединением, с тремя присоединениями потребителей и с отключенными балластными сопротивлениями в резервной ячейке, figure 1 shows a three-phase equivalent network with a supply connection, with three consumer connections and with disconnected ballast resistors in the backup cell,
на фиг.2 изображена трехфазная схема замещения сети с питающим присоединением, с тремя присоединениями потребителей, с ОЗЗ на одном из присоединений и с отключенными балластными сопротивлениями в резервной ячейке, figure 2 shows a three-phase equivalent circuit of a network with a supply connection, with three connections of consumers, with an OZZ on one of the connections and with disconnected ballast resistances in the backup cell,
на фиг.3 изображена трехфазная схема замещения сети с питающим присоединением, с тремя присоединениями потребителей, с ОЗЗ на одном из присоединений и с подключенными балластными сопротивлениями в резервной ячейке.figure 3 shows a three-phase equivalent circuit of the network with a supply connection, with three consumer connections, with a ground fault at one of the connections and with connected ballast resistors in the backup cell.
На схеме фиг.1 показаны трехфазный источник электрических мощностей 1 с нейтралью 2, соединенной с контуром заземления подстанции 3, который подключен к трехфазному силовому трансформатору 4 со схемой соединения обмоток «звезда-треугольник». Нейтраль «звезды» 5 трансформатора 4 соединена с контуром заземления подстанции 3. Выходы «треугольника» трансформатора 4 соединены с трехфазной системой шин 6, к которой подключены три трехфазных линии электропередачи 7, 8 и 9, с нагрузками потребителей 10, 11 и 12. К системе шин 6 подключена резервная ячейка содержащая трехфазный в отключенном положении выключатель 13 с тремя фазными балластными сопротивлениями 14, 15 и 16, соединенными в звезду, нейтраль которой через сопротивление 17 соединена с контуром заземления подстанции 3. На каждом присоединении 7, 8, 9 и 4 установлена токовая защита нулевой последовательности 18, 19, 20, 21. К системе шин 6 подключен трансформатор напряжений 22 с реле 23. The diagram of Fig.1 shows a three-phase source of
На схеме фиг. 2 показано все то же, что на схеме фиг.1 и дополнительно показано однофазное замыкание на землю в фазе «В» первого присоединения 7.In the diagram of Fig. 2 shows everything the same as in the diagram of figure 1 and additionally shows a single-phase earth fault in phase "B" of the
На схеме фиг. 3 показано все то же, что на схеме фиг.2 и дополнительно показано включенное положение выключателя 13, чем обеспечивается подключение выключателем 13 балластных элементов 14, 15, 16 и 17 к системе шин 6.In the diagram of Fig. 3 shows everything the same as in the diagram of figure 2 and additionally shows the on position of the
Способ реализуют следующим образом:The method is implemented as follows:
Предварительно определяют величины активных сопротивлений трех балластных сопротивлений 14, 15, 16, 17, например, как отношение фазного напряжения к номинальному фазному току наиболее нагруженного присоединения. Расчетным путем установлено, что в сети 10 кВ достаточно установить сопротивления величиной 300 Ом. Сопротивления 14, 15, 16 подключают к трехфазному выключателю 13 резервной ячейки, соединяют их в звезду, нейтраль которой через сопротивление 17 соединяют с контуром заземления 3 распределительного устройства. Формируют уставки токовых релейных защит нулевой последовательности 18, 19, 20, 21 всех присоединений в соответствие, например, со [Стандартом организации Механотроника СТО ДИВГ-059-2017, Релейная защита распределительных сетей 6-10 кВ, Расчёт уставок, Методические указания, Санкт-Петербург, 2017]. Указанные защиты формируют сигнал на отключение своего присоединения при возникновении в нем однофазного замыкания на землю. Однако, если нейтраль в сети изолирована, то ток нулевой последовательности в присоединении с замыканием на землю очень мал, и не всегда обеспечивает величину уставки, соответственно защита работает не стабильно. Для обеспечения надежного и стабильного срабатывания защиты в создаем временную нейтраль в сети с изолированной нейтралью. При возникновении однофазного замыкания на землю в любом присоединении 4, 7, 8, 9 появляется сигнал напряжения нулевой последовательности на секции шин 6 от трансформатора напряжений 22. Через реле 23 сигнал от трансформатора напряжения 22 включает кратковременно выключатель 13 резервной ячейки. Балластные сопротивления 14, 15, 16 и 17 подключаются к сети, создавая резистивно компенсированную нейтраль. В присоединении создается режим короткого замыкания, управляемого по величине тока и по времени. Ток нулевой последовательности в присоединении с однофазным замыканием на землю становится больше величины уставки защиты, соответственно защита формирует сигнал на отключение присоединения. При этом в остальных присоединениях ток нулевой последовательности не увеличивается. Реле 23 имеет задержку времени, что позволяет отключать поврежденное присоединение через заданное время после возникновения ОЗЗ. Pre-determine the values of the active resistances of the three
Для проверки работоспособности предлагаемого способа выполнены расчетные эксперименты на схеме замещения электрической сети с изолированной нейтралью, представленной на фиг. 1, 2, 3. Расчеты проводились в программно-вычислительном комплексе «Расчет режимов в фазных координатах», разработанном на кафедре «Электрические станции, сети и системы» ИРНИТУ. Схема замещения сети задается в трехфазном виде с учетом взаимоиндукции и емкости между проводами линии, емкости между проводами и землей, с учетом взаимоиндукции между обмотками силовых трансформаторов. To test the operability of the proposed method, computational experiments were performed on the equivalent circuit of an electrical network with an isolated neutral shown in Fig. 1, 2, 3. The calculations were carried out in the software-computer complex "Calculation of modes in phase coordinates", developed at the department "Power plants, networks and systems" of IRNITU. The network equivalent circuit is set in a three-phase form, taking into account the mutual inductance and capacitance between the wires of the line, the capacitance between the wires and the ground, taking into account the mutual inductance between the windings of power transformers.
В таблице 1 показаны величины токов в фазах А, В, и С и тока нулевой последовательности (3I0) присоединений 4, 7, 8, 9 (модуль, угол) в нормальном режиме работы сети с изолированной нейтралью (фиг.1). В присоединениях 7 и 8 нагрузки в фазах несимметричны. Показаны величины напряжений в фазах А, В, С и напряжение нулевой последовательности (3U0) на секции шин 6.Table 1 shows the values of the currents in phases A, B, and C and the zero sequence current (3I 0 )
Таблица 1Table 1
В таблице 2 показаны величины токов в фазах А, В, и С и тока нулевой последовательности (3I0) присоединений 4, 7, 8, 9 (модуль, угол) в режиме однофазного замыкания на землю через сопротивление 5 Ом в фазе «В» первого присоединения в сети с изолированной нейтралью (фиг. 2). Показаны величины напряжений в фазах А, В, С и напряжение нулевой последовательности (3U0) на секции шин 6.Table 2 shows the values of currents in phases A, B, and C and the zero sequence current (3I 0 ) of
Таблица 2table 2
Из таблицы 2 видно, что появилось напряжение нулевой последовательности (3U0), а ток нулевой последовательности (3I0) в первой линии (присоединение 7) больше чем, токи во второй (присоединение 8) и третьей (присоединение 9) линиях и сдвинут на 180 градусов. Однако, величина тока нулевой последовательности в первой линии не достаточна для надежного срабатывания защиты. Table 2 shows that the zero sequence voltage (3U 0 ) has appeared, and the zero sequence current (3I 0 ) in the first line (connection 7) is greater than the currents in the second (connection 8) and third (connection 9) lines and is shifted by 180 degrees. However, the magnitude of the zero sequence current in the first line is not sufficient for reliable operation of the protection.
В таблице 3 показаны величины токов в фазах А, В, и С и тока нулевой последовательности присоединений 7, 8, 9, 4 (модуль, угол) в режиме однофазного замыкания на землю через сопротивление 5 Ом в фазе «В» первого присоединения в сети с резистивно заземленной нейтралью, созданной трехфазным выключателем и балластными сопротивлениями 14, 15, 16 и 17 (фиг. 3). Показаны величины напряжений в фазах А, В, С и напряжение нулевой последовательности (3U0) на секции шин 6.Table 3 shows the values of currents in phases A, B, and C and the zero sequence current of
Таблица 3Table 3
Из таблицы 3 видно, что значение тока нулевой последовательности в присоединении 7 существенно увеличилось до величины, достаточной для срабатывания защиты. Table 3 shows that the value of the zero-sequence current in
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2788519C1 true RU2788519C1 (en) | 2023-01-23 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2096795C1 (en) * | 1994-10-18 | 1997-11-20 | Московский государственный университет путей сообщения | Device for detection of distance to single-phase short-circuit to ground in electric power transmission lines for 6-35 kv with insulated or compensated neutral wire |
RU2186404C1 (en) * | 2001-04-11 | 2002-07-27 | Фигурнов Евгений Петрович | Procedures and gear to determine distance to single-phase short-circuit in three-phase electric power line ( alternatives ) |
RU2293342C2 (en) * | 2005-04-22 | 2007-02-10 | Владимир Алексеевич Фастунов | METHOD FOR DETERMINING POSITION AND DISTANCE FOR ONE-PHASED GROUNDING SPOT IN ELECTRIC NETWORKS OF 6-35 kV WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL |
US7728600B2 (en) * | 2006-12-29 | 2010-06-01 | Abb Technology Ag | System and method for determining location of phase-to-earth fault |
WO2011133280A1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Fault location electric power delivery systems |
RU2685747C1 (en) * | 2018-09-17 | 2019-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | METHOD OF DETERMINING POINT AND DISTANCE TO SINGLE-PHASE GROUND FAULT IN 6-35 kV ELECTRIC NETWORKS WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL POINT |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2096795C1 (en) * | 1994-10-18 | 1997-11-20 | Московский государственный университет путей сообщения | Device for detection of distance to single-phase short-circuit to ground in electric power transmission lines for 6-35 kv with insulated or compensated neutral wire |
RU2186404C1 (en) * | 2001-04-11 | 2002-07-27 | Фигурнов Евгений Петрович | Procedures and gear to determine distance to single-phase short-circuit in three-phase electric power line ( alternatives ) |
RU2293342C2 (en) * | 2005-04-22 | 2007-02-10 | Владимир Алексеевич Фастунов | METHOD FOR DETERMINING POSITION AND DISTANCE FOR ONE-PHASED GROUNDING SPOT IN ELECTRIC NETWORKS OF 6-35 kV WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL |
US7728600B2 (en) * | 2006-12-29 | 2010-06-01 | Abb Technology Ag | System and method for determining location of phase-to-earth fault |
WO2011133280A1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Fault location electric power delivery systems |
RU2685747C1 (en) * | 2018-09-17 | 2019-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | METHOD OF DETERMINING POINT AND DISTANCE TO SINGLE-PHASE GROUND FAULT IN 6-35 kV ELECTRIC NETWORKS WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL POINT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7772857B2 (en) | System and method to determine the impedance of a disconnected electrical facility | |
US4600961A (en) | Protective relay apparatus for detecting high-impedance ground faults | |
AU2020247540B2 (en) | Open pen detection and shut down system | |
Conti et al. | Innovative solutions for protection schemes in autonomous MV micro-grids | |
KR20120091141A (en) | System and method for polyphase ground-fault circuit-interrupters | |
AU8882398A (en) | Fault detection apparatus and method of detecting faults in an electrical distribution network | |
US20150124358A1 (en) | Feeder power source providing open feeder detection for a network protector by shifted neutral | |
JPS5810934B2 (en) | Ground fault detection device | |
RU2788519C1 (en) | Method for disconnecting a damaged connection with a single-phase earth fault in networks with an isolated neutral | |
Shen et al. | Grounding transformer application, modeling, and simulation | |
Selkirk et al. | Why neutral-grounding resistors need continuous monitoring | |
RU2685747C1 (en) | METHOD OF DETERMINING POINT AND DISTANCE TO SINGLE-PHASE GROUND FAULT IN 6-35 kV ELECTRIC NETWORKS WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL POINT | |
KOUIDRI et al. | Distribution Grid Protection | |
De Ronde et al. | Loss of effective system grounding–best practices protection challenges and solutions | |
Vukolov et al. | Improvement of algorithms for voltage circuits fault detection in relay protection terminal of 6-35 kV electrical networks | |
RU195895U1 (en) | BODY FOR RELAYING RELAY PROTECTION DEVICES AGAINST NON-SELECTIVE ACTIONS IN TRANSITION MODES AT CURRENT SATURATION OF CURRENT TRANSFORMERS IN UNDAMAGED PHASES | |
RU171206U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING ELECTRIC TRANSMISSION LINES FROM SINGLE-PHASE EARTH CLOSES IN A THREE-PHASE NETWORK WITH INSULATED NEUTRAL | |
Zimmerman | Microprocessor-based distribution relay applications | |
Gajić et al. | Modern design principles for numerical busbar differential protection | |
Funk et al. | Numerical busbar protection, design and service experience | |
US11852692B1 (en) | Electric distribution line ground fault prevention systems using dual parameter monitoring with high sensitivity relay devices | |
Kojovic et al. | Improved relay coordination and relay response time by integrating the relay functions | |
Roberts et al. | Obtaining a reliable polarizing source for ground directional elements in multisource, isolated-neutral distribution systems | |
JP2607623B2 (en) | Light ground fault occurrence cable identification method | |
Giuliante et al. | A directional wave detector relay with enhanced application capabilities for EHV and UHV lines |