RU2788676C1 - Neutral grounding control device in the electrical network - Google Patents
Neutral grounding control device in the electrical network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788676C1 RU2788676C1 RU2022112141A RU2022112141A RU2788676C1 RU 2788676 C1 RU2788676 C1 RU 2788676C1 RU 2022112141 A RU2022112141 A RU 2022112141A RU 2022112141 A RU2022112141 A RU 2022112141A RU 2788676 C1 RU2788676 C1 RU 2788676C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- network
- input
- measurement
- control unit
- Prior art date
Links
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000019525 fullness Nutrition 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано в распределительных электрических сетях с изолированной нейтралью.The invention relates to the field of electrical engineering and electric power industry and can be used in electrical distribution networks with isolated neutral.
В трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью допускается работа сетевого оборудования при однофазном замыкании на землю (ОЗЗ) в условиях контроля аварийного тока поврежденной фазы с использованием управляемых средств заземления нейтрали сети. Известно устройство управления заземлением нейтрали с использованием включенного между нейтралью питающего сеть трансформатора и землей реактора с возможностью контролировать ток ОЗЗ, каким бы ни был емкостной ток от кабельной линии [1]. Индуктивность реактора настраивается по условию резонанса так, чтобы при замыкании фазы на землю вводимый в нейтраль сети отстающий индуктивный ток реактора был равен опережающему емкостному току ОЗЗ. В условиях точной настройки, когда в месте замыкания на землю теоретически нулевой ток, заземляющая дуга самоустраняется и повторно не возникает. Такой подход к управлению заземлением нейтрали дает возможность предотвращать внезапность нарушения электроснабжения, обусловленного отключением поврежденного элемента, что для ряда отраслей промышленности является основной причиной производственного ущерба.In three-phase electrical networks with an isolated neutral, network equipment is allowed to operate in the event of a single-phase ground fault (SPF) under conditions of monitoring the emergency current of the damaged phase using controlled means of grounding the neutral of the network. A neutral grounding control device is known using a reactor connected between the neutral supplying the network and the ground with the ability to control the current of the SPE, whatever the capacitive current from the cable line [1]. The reactor inductance is tuned according to the resonance condition so that when the phase is shorted to the ground, the lagging inductive current of the reactor introduced into the neutral of the network is equal to the leading capacitive current of the SPZ. Under fine-tuning conditions, when there is theoretically zero current at the point of the ground fault, the ground arc will self-eliminate and will not re-occur. This approach to neutral grounding management makes it possible to prevent sudden power failure due to the disconnection of a damaged element, which for a number of industries is the main cause of production damage.
Недостаток устройства с реакторным оборудованием связан с использованием недостаточно точных методов косвенных измерений параметров сети и несовершенной технологии настройки токовой компенсации с использованием реакторного оборудования. К тому же, резонансная настройка является определяющим фактором лишь в отношении сетей, для которых характерны малые значения токов утечки и небаланса, обусловленного разбросом фазных проводимостей относительно нейтрали и земли. Для ряда сетей устройство с подобным реакторным оборудованием оказывается недостаточно эффективными. The disadvantage of the device with reactor equipment is associated with the use of insufficiently accurate methods for indirect measurements of network parameters and imperfect technology for setting current compensation using reactor equipment. In addition, resonant tuning is a determining factor only in relation to networks that are characterized by low values of leakage currents and unbalance due to the spread of phase conductivities relative to neutral and earth. For a number of networks, a device with such reactor equipment is not effective enough.
Во-первых, с помощью пассивного элемента (катушки индуктивности, настроенной в резонанс с емкостью сети), можно скомпенсировать только емкостную составляющую тока однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) на частоте сети. В реальных сетях большой протяженности в токе ОЗЗ содержится значительная активная составляющая тока, обусловленная утечками на землю через изоляцию, ограничители перенапряжений и другие элементы, которая в принципе не может быть скомпенсирована пассивной катушкой индуктивности.Firstly, with the help of a passive element (an inductor tuned to resonance with the network capacitance), only the capacitive component of the single-phase earth fault current (SPF) at the network frequency can be compensated. In real long-distance networks, the SPE current contains a significant active component of the current, due to leakage to the ground through insulation, surge arresters and other elements, which, in principle, cannot be compensated by a passive inductor.
Во-вторых, погрешность настройки в резонанс дугогасящей катушки обусловливает остаточный ток в месте повреждения.Secondly, the tuning error of the arc chute coil causes a residual current at the fault location.
В-третьих, в токе ОЗЗ неизбежно есть составляющие с частотами, отличными от основной частоты сети, которые также не могут быть скомпенсированы полностью дугогасящей катушкой.Thirdly, in the current of the SPZ, there are inevitably components with frequencies different from the main frequency of the network, which also cannot be fully compensated by the arcing coil.
Компенсация только емкостной составляющей в токе замыкания на землю в электрических сетях большой протяженности не обеспечивает гашение электрической дуги в месте замыкания при однофазных замыканиях на землю, т.к. горение дуги поддерживается за счет активной составляющей тока замыкания и составляющих с частотами, отличными от основной. Для гарантированного гашения электрической дуги в месте повреждения необходима компенсация полного тока замыкания на землю, содержащего емкостную и активную составляющие, а также составляющие других частот, отличных от основной частот.Compensation of only the capacitive component in the earth fault current in long-distance electrical networks does not ensure the extinguishing of the electric arc at the fault location in case of single-phase earth faults, because arc burning is supported by the active component of the fault current and components with frequencies different from the main one. For guaranteed extinguishing of the electric arc at the point of damage, it is necessary to compensate for the total earth fault current, which contains capacitive and active components, as well as components of other frequencies other than the fundamental frequency.
Близким по принципу действия к первому варианту предлагаемого технического решения является устройство-прототип, рассмотренное в описании изобретения [2]. Оно, содержит включенный через датчик тока между нейтралью сети и землей регулируемый трансформатор и блок измерения и управления, сконфигурированный для контроля и измерения токов нулевой последовательности в присоединениях и управления настройкой амплитуды и фазы напряжения на нейтрали. Это решение дает возможность осуществлять настройку на компенсацию составляющих основной гармоники тока ОЗЗ.Close in principle to the first variant of the proposed technical solution is a prototype device discussed in the description of the invention [2]. It contains an adjustable transformer connected via a current sensor between the network neutral and the earth and a measurement and control unit configured to control and measure zero-sequence currents in the connections and control the adjustment of the amplitude and phase of the voltage on the neutral. This solution makes it possible to carry out tuning for compensation of the components of the main harmonic of the SGF current.
Недостатки устройства заключаются в следующем:The disadvantages of the device are as follows:
Во-первых, из-за погрешностей измерительного тракта, реагирующего на изменяющиеся под воздействием случайных факторов токи нулевой последовательности на присоединениях, и тракта управления напряжением, связанным косвенным образом с создаваемым в нейтрали током компенсации, практически сложно обеспечить благоприятные условия для быстрой и точной нейтрализации аварийного тока в месте замыкания. Firstly, due to the errors of the measuring path, which responds to zero-sequence currents changing under the influence of random factors on the connections, and the voltage control path, which is indirectly related to the compensation current created in the neutral, it is practically difficult to provide favorable conditions for fast and accurate neutralization of the emergency current at the fault.
Во-вторых, используемые в устройстве средства измерения и управления компенсацией не предусматривают нейтрализацию гармонических составляющих аварийного тока, а также переходных токов, возникающих в условиях коммутации средств компенсации.Secondly, the means used in the device for measuring and controlling compensation do not provide for the neutralization of the harmonic components of the emergency current, as well as transient currents that occur during the switching of compensation means.
Близким по функциональным возможностям и принципу действия ко второму варианту предлагаемого технического решения, является устройство-прототип, рассмотренное в описании изобретения [3] Оно содержит подключенные к нейтрали сети регулируемый реактор и инвертор на основе ШИМ-конвертора и два блока измерения и контроля. Первый блок измерения и контроля сконфигурирован для измерения параметров контура нулевой последовательности сети и определения информационной координаты, чтобы управлять настройкой реактора на компенсацию емкостного тока ОЗЗ, а второй – для определения информационной координаты, чтобы управлять настройкой регулируемого инвертора на компенсацию активного тока и тока небаланса. Это устройство дает возможность в большей мере решать задачу компенсации составляющих аварийного тока. Close in functionality and principle of operation to the second variant of the proposed technical solution, is a prototype device discussed in the description of the invention [3] It contains an adjustable reactor connected to the network neutral and an inverter based on a PWM converter and two measurement and control units. The first measurement and control unit is configured to measure the parameters of the zero-sequence circuit of the network and determine the information coordinate in order to control the setting of the reactor to compensate for the capacitive current of the SPE, and the second to determine the information coordinate in order to control the setting of the adjustable inverter to compensate for the active current and unbalance current. This device makes it possible to solve the problem of compensating the components of the emergency current to a greater extent.
Однако и это решение не способно контролировать и устранять остаточный ток, обусловленный периодическими составляющими неосновной гармоники и апериодическими составляющими, возникающими в контуре сети в условиях неустойчивых дуговых ОЗЗ.However, this solution is also unable to control and eliminate the residual current caused by the periodic components of the minor harmonic and the aperiodic components that occur in the network loop under conditions of unstable arc fault faults.
Задача, на решение которой направлены заявляемые изобретения, заключается в создании технических решений, обеспечивающих возможность быстро и точно контролировать мгновенный ток ОЗЗ и управлять его компенсацией, какими ни были его составляющие в точке замыкания на землю. Эти факторы призваны повысить надежность электроснабжения за счет снижения рисков электро и пожароопасности и отказа оборудования.The task to be solved by the claimed inventions is to create technical solutions that provide the ability to quickly and accurately control the instantaneous short circuit current and manage its compensation, whatever its components at the ground fault point. These factors are designed to improve the reliability of power supply by reducing the risks of electrical and fire hazards and equipment failure.
При решении поставленной задачи достигаемый технический результат заключается в повышении быстродействия и точности измерения и управления компенсацией тока ОЗЗ и расширения сферы применения.When solving the problem, the achieved technical result is to increase the speed and accuracy of measuring and controlling the compensation of the current of the SPG and expanding the scope.
В первом варианте предлагаемого технического решения указанный результат достигается тем, что в устройстве управления заземлением нейтрали в электрической сети, содержащем регулируемый источник, включенный через первый датчик тока между нейтралью питающего сеть трансформатора и землей, трансформатор напряжения сети и блок измерения и управления, первый вход которого подключен к выходу первого датчика тока, второй вход подключен к выходу трансформатора напряжения сети, а первый выход блока измерения и управления подключен к управляющему входу регулируемого источника, второй выход блока измерения и управления подключен к управляющему входу силового коммутатора, состоящего из трех ключей, первые силовые выводы которых подключены к сети пофазно, а вторые силовые выводы объединены и подключены к земле через второй датчик тока, выход которого подключен к третьему входу блока измерения и управления.In the first version of the proposed technical solution, this result is achieved by the fact that in the neutral grounding control device in the electrical network, containing a regulated source connected through the first current sensor between the neutral of the transformer supplying the network and the ground, the network voltage transformer and the measurement and control unit, the first input of which connected to the output of the first current sensor, the second input is connected to the output of the mains voltage transformer, and the first output of the measurement and control unit is connected to the control input of the regulated source, the second output of the measurement and control unit is connected to the control input of the power switch, consisting of three switches, the first power the outputs of which are connected to the network in phases, and the second power outputs are combined and connected to the ground through the second current sensor, the output of which is connected to the third input of the measurement and control unit.
Способствуют решению поставленной задачи следующие признаки.The following signs contribute to the solution of the problem.
Устройство выполнено с возможностью электропитания регулируемого источника от источника оперативного питания, либо от сети через согласующий трансформатор или трансформатор собственных нужд.The device is configured to power the regulated source from the auxiliary power supply, or from the network through a matching transformer or an auxiliary transformer.
Выполнено с возможностью искусственного замыкания поврежденной фазы на землю с помощью коммутатора, измерения аварийного тока и настройки регулируемого источника на компенсацию по меньшей мере реактивной и активной составляющих основной гармоники аварийного тока.It is made with the possibility of artificially shorting the damaged phase to the ground using a switch, measuring the emergency current and setting the regulated source to compensate for at least the reactive and active components of the main harmonic of the emergency current.
Выполнено с возможностью настройки регулируемого источника на компенсацию мгновенного аварийного тока.Made with the ability to configure the regulated source to compensate for the instantaneous emergency current.
Во втором варианте технического решения указанный результат достигается тем, что в устройстве управления заземлением нейтрали в электрической сети, содержащем регулируемый источник и реактор, включенные через первый датчик тока между нейтралью питающего сеть трансформатора и землей, трансформатор напряжения сети и блок измерения и управления, первый вход которого подключен к выходу первого датчика тока, второй вход подключен к выходу трансформатора напряжения сети, а первый выход блока измерения и управления подключен к управляющему входу регулируемого источника, второй выход блока измерения и управления подключен к управляющему входу силового коммутатора, состоящего из трех ключей, первые силовые выводы которых подключены к сети пофазно, а вторые силовые выводы объединены и подключены к земле через второй датчик тока, выход которого подключен к третьему входу блока измерения и управления.In the second variant of the technical solution, the specified result is achieved by the fact that in the neutral grounding control device in the electric network, containing a regulated source and a reactor connected through the first current sensor between the neutral of the transformer supplying the network and the ground, the network voltage transformer and the measurement and control unit, the first input which is connected to the output of the first current sensor, the second input is connected to the output of the mains voltage transformer, and the first output of the measurement and control unit is connected to the control input of the regulated source, the second output of the measurement and control unit is connected to the control input of the power switch, consisting of three switches, the first the power outputs of which are connected to the network in phases, and the second power outputs are combined and connected to the ground through the second current sensor, the output of which is connected to the third input of the measurement and control unit.
Способствуют решению поставленной задачи следующие признаки.The following signs contribute to the solution of the problem.
Третий выход блока измерения и управления подключен к управляющему входу реактора.The third output of the measurement and control unit is connected to the control input of the reactor.
Выполнено с возможностью электропитания регулируемого источника от оперативного источника питания либо от сети через согласующий трансформатор или трансформатор собственных нужд.It is made with the possibility of power supply of the regulated source from the operational power source or from the network through a matching transformer or auxiliary transformer.
Выполнено с возможностью искусственного замыкания поврежденной фазы на землю с помощью коммутатора, измерения аварийного тока и настройки регулируемого источника на компенсацию по меньшей мере активной составляющей аварийного тока.It is made with the possibility of artificially shorting the damaged phase to the ground using a switch, measuring the emergency current and setting the regulated source to compensate at least the active component of the emergency current.
Выполнено с возможностью настройки регулируемого источника и реактора на компенсацию по меньшей мере активной и реактивной составляющих основной гармоники аварийного тока.It is made with the possibility of setting the regulated source and the reactor to compensate at least the active and reactive components of the main harmonic of the emergency current.
Выполнено с возможностью совместной настройки регулируемого источника и регулируемого реактора на компенсацию мгновенного аварийного тока.It is made with the possibility of joint adjustment of the regulated source and the regulated reactor to compensate for the instantaneous emergency current.
Суть предлагаемых технических решений заключается в том, что в сетях с изолированной нейтралью, где бы ни возникло замыкание на землю, и каким бы ни был его характер, посредством искусственного замыкания поврежденной фазы с помощью коммутатора могут быть созданы наиболее благоприятные условия для быстрого гашения заземляющей дуги и непосредственного измерения аварийного тока, и путем прямого управления регулируемым источником могут быть созданы условия для очень быстрого устранения с исчерпывающей полнотой остаточного тока.The essence of the proposed technical solutions lies in the fact that in networks with an isolated neutral, wherever a ground fault occurs, and whatever its nature, by artificially closing the damaged phase with the help of a switch, the most favorable conditions can be created for quickly extinguishing the ground arc and by direct measurement of the fault current, and by direct control of the regulated source, conditions can be created for very fast elimination with exhaustive fullness of the residual current.
Сопоставительный анализ предложенных технических решений с известными показывает, что первые обладают наиболее высоким быстродействием и повышенной точностью измерения и управления компенсацией тока ОЗЗ и, следовательно, имеет более широкую сферу применения. По мнению авторов, предложенные технические решения отвечают в полной мере предъявляемым к изобретениям требованиям новизны и изобретательского уровня.A comparative analysis of the proposed technical solutions with the known ones shows that the first ones have the highest speed and increased accuracy of measuring and controlling the compensation of the SPG current and, therefore, have a wider scope. According to the authors, the proposed technical solutions fully meet the requirements for inventions of novelty and inventive step.
На фиг. 1 приведена функциональная схема, иллюстрирующая принцип управления заземлением нейтрали с использованием включенного между нейтралью питающего сеть трансформатора и землей регулируемого источника; на фиг. 2 – функциональная схема с использованием включенных между нейтралью питающего сеть трансформатора и землей регулируемого источника и реактора.In FIG. 1 shows a functional diagram illustrating the principle of neutral grounding control using a regulated source connected between the neutral supplying the network and the ground; in fig. 2 - functional diagram using a regulated source and reactor connected between the neutral of the transformer supplying the network and the ground.
Схема на фиг. 1 содержит силовой трансформатор 1 со вторичными обмотками, соединенными по схеме «звезда» с изолированной нейтралью 2, питающими шину 3 сети, к которой присоединены через коммутационные аппараты 4 отходящие линии 5. К сборной шине 3 подключены трансформатор напряжения 6, содержащий вторичные обмотки, включенные по схеме «звезда» и «разомкнутый треугольник», и силовой коммутатор 7, состоящий из трех ключей, первые силовые выводы которых подключены к шине 3 пофазно, а вторые силовые выводы объединены и подключены через датчик тока 8 к шине заземления 9. Нейтраль 2 трансформатора 1 подключена к шине заземления 9 через датчик тока 10 и выход регулируемого источника 11, который может питаться от оперативного источника Uпит либо от сети через согласующий трансформатор или трансформатор собственных нужд. Управляющий вход регулируемого источника 11 и управляющий вход коммутатора 7 подключены соответственно к первому и второму выходам блока измерения и управления 12, у которого первый вход подключен к выходным обмоткам трансформатора напряжения 6, второй вход – к выходу датчика тока 8 и третий вход - к выходу датчика тока 10.The scheme in Fig. 1 contains a power transformer 1 with secondary windings connected according to the "star" scheme with an isolated neutral 2, supplying the network bus 3, to which the
В схеме на фиг. 2 содержится включенный параллельно выходу регулируемого источника 11 реактор 13, который в общем случае может быть нерегулируемым (катушка индуктивности). В случае использования регулируемого реактора, его управляющий вход может быть подключен к третьему выходу блока измерения и управления 12.In the diagram in Fig. 2 contains a
Устройство по схеме на фиг. 1 работает следующим образом. В условиях нормальной работы сети блок измерения и управления 12 устанавливает блокирующие сигналы на управляющих входах регулируемого источника 11 и коммутатора 7, и осуществляет контроль и измерение текущих фазных напряжений и напряжения смещения нейтрали посредством обработки сигналов, поступающих с выходных обмоток трансформатора напряжения 6. При этом выход регулируемого источника 11 обесточен и находится в непроводящем (высокоимпедансном) состоянии, ключи коммутатора 7 находятся в разомкнутом состоянии.The device according to the scheme in Fig. 1 works as follows. Under normal network operation, the measurement and
При возникновении однофазного замыкания, например, дугового замыкания на землю одной фазы отходящей линии 5, блок измерения и управления 12 фиксирует аварийное событие по соответствующим изменениям сигналов текущих напряжений, поступающих с выходных обмоток трансформатора 6, и подает на управляющий вход коммутатора 7 сигнал на коммутацию ключа, подключающего ту же фазу на шине 3 к шине заземления 9. В результате, в самом начале развития аварийного процесса меняется конфигурация контура тока ОЗЗ, текущего по двум неповрежденным фазным линиям и через распределенные относительно земли активные и емкостные проводимости возвращающегося в поврежденную фазу. До момента коммутации ключа коммутатора 7 петля тока ОЗЗ охватывала протяженный участок отходящей линии 5 с относительно высоким переходным сопротивлением. С момента коммутации ключа коммутатора 7 образуется шунтирующая токовая петля с очень низким сопротивлением, которая оказывается доминирующей. Эффект при этом достигается в фактическом переносе места ОЗЗ с удаленного участка отходящей линии 5 на шину 3 и изменении характера с дугового на устойчивое замыкание на землю. В результате заземляющая дуга в месте возникновения ОЗЗ быстро обесточивается и гасится практически в начальной стадии развития процесса ОЗЗ и потенциал поврежденной фазы выравнивается с потенциалом земли. Эти факторы обуславливают очень быстрое установление безопасных электрических и пожарных условий в месте возникновения ОЗЗ на отходящей линии и предотвращают риски деградации изоляции и отказа сетевого оборудования. In the event of a single-phase short circuit, for example, an arc fault to the ground of one phase of the
Блок измерения и управления 12 осуществляет контроль и измерение текущего через коммутатор 7 аварийного тока посредством обработки данных сигнала, поступающего с выхода датчика тока 8. По данным, полученным в результате измерения мгновенного аварийного тока, в блоке 12 производится вычисление информационных координат, по которым определяются всевозможные составляющие, действующие в условиях конкретной конфигурации внешних присоединений.The measurement and
Длительность измерительной процедуры устанавливается исходя из условия определения с приемлемой точностью координат мгновенного аварийного тока, по данным которого в блоке измерения и управления 12 формируются информационные сигналы для прямого управления настройкой подключенных к нейтрали 2 средств компенсации.The duration of the measuring procedure is set based on the condition for determining with acceptable accuracy the coordinates of the instantaneous emergency current, according to which information signals are generated in the measurement and
По окончанию измерительной процедуры блок измерения и управления 12 формирует на управляющем входе регулируемого источника 11 информационный сигнал, устанавливающий проводящее состояние регулируемого источника 11 с выходным током, параметры которого тождественны параметрам определенного мгновенного аварийного тока либо отдельных его составляющих. В это же время на управляющий вход коммутатора 7 подается блокирующий сигнал на размыкание соответствующего ключа коммутатора 7. Под действием регулируемого источника 11 протекающий через шину заземления 9 аварийный ток переключается на нейтраль 2. При этом в цепи искусственного замыкания поврежденной фазы на землю устанавливается практически нулевой остаточный ток и коммутатор 7 обесточивается. В результате запирание (размыкание) соответствующего ключа коммутатора 7 происходит фактически при нулевых значениях тока и напряжения, когда коммутационные потери в ключе минимальны. Аномальные условия работы сети, когда фаза сети гальванически не связана с землей, но ее потенциал остается равным потенциалу земли, сохраняются еще некоторое время. В эксплуатационной практике предусматривается удерживать подобные аномальные условия работы сети до выявления и устранения повреждения. Восстановление нормальной работы сети производится посредством прерывания процесса компенсации, осуществляемого путем установления подачи на управляющем входе регулируемого источника 11 блокирующего сигнала, при котором обесточивается выход регулируемого источника. С этого момента устанавливается нормальная работа сети с изолированной нейтралью.At the end of the measuring procedure, the measurement and
Таким образом, с помощью рассмотренного технического решения в сетях с изолированной нейтралью, где бы ни возникало ОЗЗ и каким бы ни был характер замыкания на землю, оно тут же блокируется посредством искусственного замыкания поврежденной фазы на землю. а затем посредством точной компенсации очень быстро устраняется остаточный ток в месте замыкания поврежденной фазы на землю. Thus, with the help of the considered technical solution in networks with an isolated neutral, wherever the SPE occurs and whatever the nature of the ground fault, it is immediately blocked by artificially shorting the damaged phase to ground. and then, by fine compensation, the residual current at the faulty phase-to-earth fault is eliminated very quickly.
В тех сетях, где уже установлены дугогасящие реакторы, могут быть использованы регулируемые источники с заведомо меньшей установленной мощностью, которые ориентированы на частичную компенсацию аварийного тока. В сетях с нерегулируемым реактором 13 (фиг. 2) для управления регулируемым источником 11 используются информационные координаты, выделяемые из результирующего мгновенного аварийного тока, определяемого посредством обработки данных сигналов, поступающих с выхода датчиков тока 9 и 10. В этом случае при замыкании коммутатором 7 поврежденной фазы на землю блоком измерения и управления 12 контролируются все периодические составляющие аварийного тока, циркулирующие через шину заземления 9, недокомпенсированную реактором периодическую составляющую, а также апериодическую составляющую, обусловленную инерционными свойствами реактора.In those networks where arc-suppressing reactors are already installed, regulated sources with a knowingly lower installed power can be used, which are oriented towards partial compensation of the emergency current. In networks with an unregulated reactor 13 (Fig. 2), to control the
Если в сети используется реакторное оборудование с автоматической резонансной настройкой и отсутствуют искажающие сеть факторы, то регулируемый источник может быть сконфигурирован на компенсацию только активной составляющей аварийного тока. В этом случае может быть использован регулируемый источник с относительной малой установленной мощностью.If the network uses reactor equipment with automatic resonant tuning and there are no factors distorting the network, then the regulated source can be configured to compensate only the active component of the emergency current. In this case, a regulated source with a relatively low installed power can be used.
В том случае, когда в сети используется быстродействующее реакторное оборудование, например, регулируемый реактор с подмагничиванием, то возможно совместное управление настройкой регулируемого источника 11 и регулируемого реактора 13. В этом случае из результирующего тока ОЗЗ выделяют информационные координаты для управления резонансной настройкой регулируемого реактора 13, призванного компенсировать реактивную составляющую основной гармоники, и для настройки регулируемого источника 11, призванного компенсировать оставшиеся составляющие аварийного тока.In the case when the network uses high-speed reactor equipment, for example, a controlled reactor with magnetization, then it is possible to jointly control the setting of the
Таким образом, предложенные технические решения обеспечивают возможность очень быстро блокировать дуговые процессы ОЗЗ, производить точные измерения аварийного тока, определять необходимые для управления информационные координаты и осуществлять точное управление средствами компенсации, призванными устранять с исчерпывающей полнотой остаточный ток. Эти решения обеспечивают существенное снижение рисков электро и пожароопасности, повышение надежности электроснабжения и существенно расширяют сферу применения.Thus, the proposed technical solutions provide the ability to very quickly block the arcing processes of the fault current, to make accurate measurements of the emergency current, to determine the information coordinates necessary for control, and to accurately control the compensation means designed to eliminate the residual current with exhaustive completeness. These solutions provide a significant reduction in the risks of electrical and fire hazards, increase the reliability of power supply and significantly expand the scope.
Источники информацииSources of information
1. Черников А.А. Компенсация емкостных токов в сетях с незаземленной нейтралью. М.: Энергия, 1974., с. 83, 84.1. Chernikov A.A. Compensation of capacitive currents in networks with ungrounded neutral. M.: Energy, 1974., p. 83, 84.
2. Патент. Устройство, содержащее управляемый трансформатор, WO 2014/021773А1, Н02Н 9/08, G05F 1/14, H02J 3/18, H02P 13/06, H01F 29/04, PCT/SE2013/050943, 31.07.20132. Patent. Device containing a controllable transformer, WO 2014/021773A1, H02H 9/08, G05F 1/14, H02J 3/18,
3. Патент РФ №2655670, H02J3/26, H02H3/16, H02H9/08, Заявка 2016141795 от 24.10.2016, опубл. 29.05.2018.3. RF patent No. 2655670, H02J3 / 26, H02H3 / 16, H02H9 / 08, Application 2016141795 dated October 24, 2016, publ. 05/29/2018.
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788676C1 true RU2788676C1 (en) | 2023-01-24 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4722021A (en) * | 1982-09-23 | 1988-01-26 | Robert Bosch Gmbh | Safety circuit for hand tools, and method for safe operation thereof |
| RU2130677C1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-05-20 | Брянцев Александр Михайлович | Method and device for automatic adjustment of blow-out reactor |
| RU2475915C2 (en) * | 2006-12-18 | 2013-02-20 | Ооо "Нпп Бреслер" | Adjustment method of compensation of capacitance fault-to-ground currents in electric networks |
| WO2014021773A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | Swedish Neutral Ab | A device comprising a controllable earthing transformer |
| RU2655670C2 (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4722021A (en) * | 1982-09-23 | 1988-01-26 | Robert Bosch Gmbh | Safety circuit for hand tools, and method for safe operation thereof |
| RU2130677C1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-05-20 | Брянцев Александр Михайлович | Method and device for automatic adjustment of blow-out reactor |
| RU2475915C2 (en) * | 2006-12-18 | 2013-02-20 | Ооо "Нпп Бреслер" | Adjustment method of compensation of capacitance fault-to-ground currents in electric networks |
| WO2014021773A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | Swedish Neutral Ab | A device comprising a controllable earthing transformer |
| RU2655670C2 (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brunello et al. | Shunt capacitor bank fundamentals and protection | |
| RU2758454C2 (en) | Apparatus for compensation of the ground fault current in power supply networks | |
| CN106405322B (en) | Method and apparatus for extended insulation fault search using multifunctional test current | |
| Xue et al. | Charging current in long lines and high-voltage cables–protection application considerations | |
| EP2128951B1 (en) | Electronic active earthing system for use in high-voltage distribution networks | |
| CN103439558B (en) | The capacitance current measurement method of phase-control type arc suppression coil | |
| CN107300656B (en) | A kind of ground fault starting method based on power grid characteristic parameter incremental | |
| Kuchanskyy | The application of controlled switching device for prevention resonance overvoltages in nonsinusoidal modes | |
| US20150124358A1 (en) | Feeder power source providing open feeder detection for a network protector by shifted neutral | |
| CN107979098A (en) | A kind of new mixed topology multifunctional electric power network distribution device and control method | |
| CN110544929A (en) | earth fault current compensation system and method for self-generating power phase power supply | |
| RU2788676C1 (en) | Neutral grounding control device in the electrical network | |
| CN108680825B (en) | Island detection method based on comprehensive sequence impedance | |
| Li et al. | Differential current integral based bipolar short-circuit protection method for DC distribution network with blocking converters | |
| Mohanty et al. | Current restrained undervoltage protection scheme of converter dominated microgrids | |
| CN207705795U (en) | A kind of novel mixed topology multifunctional electric power network distribution device | |
| Kuznetsov et al. | The resonant overvoltage in non-sinusoidal mode of main electric network | |
| El-Sherif et al. | A design guide to neutral grounding of industrial power systems: The pros and cons of various methods | |
| Varetsky et al. | Study of transient overvoltages on CSI adjustable speed drives under arcing SLGF in the industrial cable grid | |
| Varetsky | Overvoltages in MV industrial grid under ground faults | |
| RU2788678C1 (en) | Electrical network neutral grounding control method | |
| Shen et al. | Grounding transformer application, modeling, and simulation | |
| Yuqin et al. | The method for automatic compensation and detection of earth faults in distribution network | |
| CN112769116A (en) | Active arc extinction method and device for ground fault of power plant service system | |
| Polajžer et al. | Analysis of the Impact of a Modular SSSC on the Operation of Transmission Line Protection Relays using a Hardware-In-the-Loop Configuration |