RU2810563C1 - Device for intelligent current protection of cable lines against single-phase ground faults - Google Patents

Device for intelligent current protection of cable lines against single-phase ground faults Download PDF

Info

Publication number
RU2810563C1
RU2810563C1 RU2023112718A RU2023112718A RU2810563C1 RU 2810563 C1 RU2810563 C1 RU 2810563C1 RU 2023112718 A RU2023112718 A RU 2023112718A RU 2023112718 A RU2023112718 A RU 2023112718A RU 2810563 C1 RU2810563 C1 RU 2810563C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
input
current
microcontroller
protection
Prior art date
Application number
RU2023112718A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Бирюлин
Дарья Васильевна Куделина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2810563C1 publication Critical patent/RU2810563C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: used for relay protection of cable lines with a voltage of 6-35 kV, operating with an insulated or resistively grounded neutral during single-phase ground faults. Zero-sequence current sensors measure the values of zero-sequence currents arising in the protected line during single-phase ground faults. The measured values are supplied to the first input of the relay element of the protection unit with a specified response setting. The relay element compares the zero-sequence current of the line with the current set point for protection against single-phase ground faults. Based on the input signals, the first microcontroller determines the primary parameters of the cable line and the phase speed of pulse propagation along the line, based on which the reflectometer determines the distance on the line to the location of the fault. The second microcontroller calculates the resistance value of the line short circuit and adjusts the set current according to this value. If the value of the adjusted setting current is less than the zero-sequence current in the protected line, then the relay element will operate and disconnect this line from the bus section.
EFFECT: implementation of intelligent current protection against single-phase ground faults on cable lines in networks with an isolated and resistively grounded neutral.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для релейной защиты кабельных линий напряжением 6-35 кВ, работающих с изолированной или резистивно-заземленной нейтралью при однофазных замыканиях на землю.The invention relates to electrical engineering and can be used for relay protection of cable lines with a voltage of 6-35 kV, operating with an insulated or resistively grounded neutral during single-phase ground faults.

Известно устройство токовой защиты электрических сетей от однофазных замыканий на землю (Патент РФ №2422964. Устройство токовой защиты электрических сетей от однофазных замыканий на землю / Сапунков М.Л., Худяков А.А. Опубл. 27.06.2011, Бюл. №18), содержащее в первом варианте на каждой линии датчик тока нулевой последовательности и связанный с ним по входу релейный орган блока защиты с задаваемой уставкой на срабатывание, оно снабжено функциональным модулем вычисления показателя неполноты замыкания на землю, первый и второй входы которого подключены к измерительному трансформатору напряжения, а в блок защиты каждой линии дополнительно введен модуль автоматической адаптивной коррекции тока уставки на срабатывание защиты, на первый вход которого поступает сигнал о токе уставки, второй его вход соединен с выходом функционального модуля вычисления показателя неполноты замыкания на землю, а выход модуля автоматической адаптивной коррекции тока уставки на срабатывание защиты соединен со вторым входом релейного органа блока защиты, во втором варианте содержащее на каждой линии датчик тока нулевой последовательности и релейный орган блока защиты с задаваемой уставкой на срабатывание, отличающееся тем, что оно снабжено функциональным модулем вычисления показателя неполноты замыкания на землю, первый и второй входы которого подключены к измерительному трансформатору напряжения, а в блок защиты каждой линии дополнительно введен модуль автоматической адаптивной коррекции величины сигнала о контролируемом токе нулевой последовательности линии, первый вход которого связан с датчиком тока нулевой последовательности, второй его вход соединен с выходом функционального модуля вычисления показателя неполноты замыкания на землю, выход модуля автоматической адаптивной коррекции тока уставки на срабатывание защиты соединен с первым входом релейного органа блока зашиты, а на второй его вход поступает сигнал о заданном токе уставки.A device for current protection of electrical networks from single-phase ground faults is known (RF Patent No. 2422964. Device for current protection of electrical networks from single-phase ground faults / Sapunkov M.L., Khudyakov A.A. Publ. 06/27/2011, Bulletin No. 18) , containing in the first version on each line a zero-sequence current sensor and a relay element of a protection unit connected to it at the input with a specified response setting, it is equipped with a functional module for calculating the earth fault incompleteness indicator, the first and second inputs of which are connected to the measuring voltage transformer, and in the protection block of each line an additional module for automatic adaptive correction of the set current for protection operation is introduced, the first input of which receives a signal about the set current, its second input is connected to the output of the functional module for calculating the earth fault incompleteness indicator, and the output of the automatic adaptive current correction module setpoint for protection operation is connected to the second input of the relay element of the protection unit, in the second version containing on each line a zero-sequence current sensor and a relay element of the protection unit with a specified setpoint for operation, characterized in that it is equipped with a functional module for calculating the earth fault incompleteness indicator, the first and second inputs of which are connected to a voltage measuring transformer, and a module for automatic adaptive correction of the signal value about the controlled zero-sequence current of the line is additionally introduced into the protection block of each line, the first input of which is connected to the zero-sequence current sensor, its second input is connected to the output of the functional module calculating the earth fault incompleteness indicator, the output of the module for automatic adaptive correction of the set current for protection operation is connected to the first input of the relay element of the protection unit, and its second input receives a signal about the specified set current.

Работа устройства основана на измерении уровня тока нулевой последовательности датчиком тока нулевой последовательности в контролируемых линиях, присоединенных к секции шин и передаче измеренных значений данных токов на вход блока защиты с релейным органом, имеющим два входа и один выход, действующий на отключение защищаемой линии.The operation of the device is based on measuring the level of zero-sequence current with a zero-sequence current sensor in the controlled lines connected to the bus section and transmitting the measured values of these currents to the input of a protection unit with a relay element having two inputs and one output that acts to disconnect the protected line.

В первом варианте исполнения в блок защиты каждой линии дополнительно введен модуль для автоматической адаптивной коррекции величины тока уставки. На первый вход модуля подается сигнал о токе уставке I УСТ на срабатывание защиты. На второй его вход поступает сигнал о показателе неполноты замыкания на землю n. С помощью этого модуля выполняется операция перемножения двух его входных сигналов.In the first embodiment, a module for automatic adaptive correction of the set current value is additionally introduced into the protection unit of each line. A signal is sent to the first input of the module about the current set at I SET for protection operation. Its second input receives a signal about the earth fault incompleteness indicator n . Using this module, the operation of multiplying its two input signals is performed.

На выходе модуля формируется сигнал в виде скорректированного тока уставки I УСТ.СКОР = n·I УСТ. В результате такого схемного решения на первый вход релейного органа блока защиты поступает сигнал с датчика тока о фактической величине (с учетом неполноты замыкания) контролируемого тока нулевой последовательности линии при однофазном замыкании на землю, а на второй его выход поступает сигнал с модуля в виде автоматически измененной (подстроенной) уставки на срабатывание защиты.A signal is generated at the module output in the form of an adjusted current setting I SET.SPEED = n · I SET . As a result of this circuit design, the first input of the relay element of the protection unit receives a signal from the current sensor about the actual value (taking into account the incompleteness of the closure) of the controlled zero-sequence current of the line during a single-phase ground fault, and its second output receives a signal from the module in the form of an automatically changed (adjusted) setting for protection operation.

Показатель неполноты замыкания на землю вычисляется в отдельном модуле. На первый вход этого модуля с измерительного трансформатора напряжения подается напряжение смещения нейтрали в сети U 0, а на второй его вход - линейное напряжение U Л. На выходе модуля формируется сигнал в виде показателя неполноты замыкания на землю:The earth fault incompleteness index is calculated in a separate module. The neutral bias voltage in the network U 0 is supplied to the first input of this module from the measuring voltage transformer, and the linear voltage U L is supplied to its second input. A signal is generated at the module output in the form of an indicator of incomplete ground fault:

n = √3⋅U 0/U Л. n= √3⋅U 0/U L.

Выход модуля расчета неполноты замыкания на землю связан со вторыми входами всех модулей автоматической коррекции тока уставки в блоках защиты линий. Это обеспечивает автоматическое уменьшение уставок на срабатывание защиты и тем самым подстройка к изменившимся (т.е. уменьшившимся при замыкании на землю через переходное сопротивление) контролируемым токам нулевой последовательности защищаемых линий.The output of the module for calculating the incompleteness of a ground fault is connected to the second inputs of all modules for automatic correction of the setting current in the line protection blocks. This ensures an automatic reduction of the settings for protection operation and thereby adjustment to the changed (i.e., decreased during a ground fault through a transition resistance) controlled zero-sequence currents of the protected lines.

Во втором варианте исполнения в блок защиты каждой линии дополнительно введен модуль для автоматической адаптивной коррекции величины сигнала о контролируемом токе нулевой последовательности линии. В этом случае первый вход модуля коррекции связан с датчиком тока нулевой последовательности, а на второй его вход поступает сигнал о показателе неполноты замыкания на землю n. Модуль коррекции реализует операцию деления величины сигнала о токе нулевой последовательности линии I 0 на величину показателя неполноты замыкания на землю n. На выходе модуля коррекции формируется сигнал в виде скорректированного тока нулевой последовательности линии I 0.СКОР:In the second embodiment, a module is additionally introduced into the protection block of each line for automatic adaptive correction of the signal value about the controlled zero-sequence current of the line. In this case, the first input of the correction module is connected to the zero-sequence current sensor, and its second input receives a signal about the earth fault incompleteness indicator n. The correction module implements the operation of dividing the value of the signal about the zero-sequence current of line I 0 by the value of the earth fault incompleteness indicator n. At the output of the correction module, a signal is generated in the form of the corrected zero-sequence current of line I 0.SPEED :

I 0.СКОР = I 0/n. I 0.SPEED = I 0 / n .

В результате такого схемного решения на первый вход релейного органа блока защиты поступает сигнал с модуля коррекции в виде автоматически измененной (подстроенной) величины контролируемого тока нулевой последовательности линии (с учетом неполноты замыкания), а на второй его вход поступает сигнал о фактически заданной уставке на срабатывание защиты. Это обеспечивает автоматическое увеличение сигналов о контролируемых токах нулевой последовательности линий и тем самым подстройка к заданным уставкам на срабатывание защит.As a result of such a circuit design, the first input of the relay element of the protection unit receives a signal from the correction module in the form of an automatically changed (adjusted) value of the controlled zero-sequence current of the line (taking into account incomplete closure), and its second input receives a signal about the actually set operation setting protection. This ensures an automatic increase in signals about controlled zero-sequence line currents and thereby adjustment to the specified settings for protection operation.

Данное устройство не позволяет учитывать неизбежное изменение параметров контролируемой линии во время ее эксплуатации, например, снижение электрической прочности изоляции вследствие воздействия электрических полей и других неблагоприятных факторов. При изменении параметров линии, особенно сопротивления изоляции, требуется изменение тока срабатывания защиты, чтобы отключение возникающего повреждения происходило своевременно.This device does not allow taking into account the inevitable changes in the parameters of the controlled line during its operation, for example, a decrease in the electrical insulation strength due to the influence of electric fields and other unfavorable factors. When the line parameters change, especially the insulation resistance, a change in the protection operation current is required so that the resulting fault is disconnected in a timely manner.

Наиболее близким к изобретению по использованию, технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство интеллектуальной токовой защиты от однофазных замыканий на землю (Патент РФ №2715909. Интеллектуальная токовая защита от однофазных замыканий на землю / Шилин А.Н., Шилин А.А., Дикарев П.В., Ахмедова О.О. Опубл. 24.03.2020).The closest to the invention in terms of use, technical essence and achieved technical result is a device for intelligent current protection against single-phase earth faults (RF Patent No. 2715909. Intelligent current protection against single-phase earth faults / Shilin A.N., Shilin A.A., Dikarev P.V., Akhmedova O.O. Published 03.24.2020).

Это устройство содержит на каждой линии датчик тока нулевой последовательности и связанный с ним по входу релейный орган блока защиты с задаваемой уставкой на срабатывание, функциональный модуль вычисления показателя неполноты замыкания на землю, первый и второй входы которого подключены к измерительному трансформатору напряжения, а в блок защиты каждой линии дополнительно введен модуль автоматической адаптивной коррекции тока уставки на срабатывание защиты, на первый вход которого поступает сигнал о токе уставки, второй его вход соединен с выходом функционального модуля вычисления показателя неполноты замыкания на землю, а выход модуля автоматической адаптивной коррекции тока уставки на срабатывание защиты соединен со вторым входом релейного органа блока защиты, к модулю автоматической адаптивной коррекции тока уставки подключен блок автоматической коррекции тока уставки, содержащий набор датчиков контроля параметров внешней среды, подключенных к первому микроконтроллеру, определяющему первичные параметры длинной линии и фазовую скорость распространения импульса по линии, выход которого соединен с рефлектометром, определяющим расстояние до места аварии, выход которого соединен со вторым микроконтроллером, на вход которого поступают также значения первичных параметров линии, а выход второго микроконтроллера соединен с модулем для автоматической адаптивной коррекции величины тока уставки.This device contains on each line a zero-sequence current sensor and a relay element of a protection unit connected to it at the input with a specified response setting, a functional module for calculating the earth fault incompleteness indicator, the first and second inputs of which are connected to the measuring voltage transformer, and to the protection unit Each line has an additional module for automatic adaptive correction of the set current for protection operation, the first input of which receives a signal about the set current, its second input is connected to the output of the functional module for calculating the earth fault incompleteness indicator, and the output of the module for automatic adaptive correction of the set current for protection operation connected to the second input of the relay element of the protection unit, a block of automatic correction of the set current is connected to the module for automatic adaptive correction of the set current, containing a set of sensors for monitoring environmental parameters connected to the first microcontroller, which determines the primary parameters of the long line and the phase speed of pulse propagation along the line, output which is connected to a reflectometer that determines the distance to the accident site, the output of which is connected to the second microcontroller, the input of which also receives the values of the primary parameters of the line, and the output of the second microcontroller is connected to the module for automatic adaptive correction of the setting current value.

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно может осуществлять защиту только воздушных линий, так как в состав комплекта датчиков входит датчик диэлектрической проницаемости воздуха, и в силу этого такое устройство работоспособно только на воздушных линиях.The disadvantage of this device is that it can only protect overhead lines, since the set of sensors includes an air dielectric constant sensor, and due to this, such a device is only operational on overhead lines.

Техническая задача предполагаемого изобретения заключается в обеспечении работы устройства интеллектуальной токовой защиты кабельных линий от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной и резистивно-заземленной нейтралью.The technical objective of the proposed invention is to ensure the operation of an intelligent current protection device for cable lines against single-phase ground faults in networks with an isolated and resistively grounded neutral.

Задача достигается тем, что устройство интеллектуальной токовой защиты кабельных линий от однофазных замыканий на землю, содержащее на каждой линии, отходящей от секции шин, датчик тока нулевой последовательности, соединенный с входом релейного органа блока защиты с задаваемой уставкой на срабатывание, входы функционального модуля вычисления показателя неполноты замыкания на землю подключены к измерительному трансформатору напряжения, выход функционального модуля вычисления показателя неполноты замыкания на землю подключен к входу модуля автоматической адаптивной коррекции тока уставки на срабатывание защиты, на первый вход которого поступает сигнал о токе уставки, на второй его вход подается сигнал с выходам функционального модуля вычисления показателя неполноты замыкания на землю, на третий вход данного модуля поступает сигнал с выхода блока автоматической коррекции тока уставки, формируемый вторым микроконтроллером, на входы которого подаются сигналы с выходов рефлектометра и первого микроконтроллера, второй выход первого микроконтроллера соединен с входом рефлектометра, на входы первого микроконтроллера присоединяются выходы датчика температуры жилы и датчика удельной проводимости земли.The task is achieved by the fact that the device for intelligent current protection of cable lines from single-phase ground faults, containing on each line extending from the bus section, a zero-sequence current sensor connected to the input of the relay element of the protection unit with a specified response setting, the inputs of the functional module for calculating the indicator Incomplete earth faults are connected to a voltage measuring transformer, the output of the functional module for calculating the incomplete earth fault indicator is connected to the input of the module for automatic adaptive correction of the set current for protection operation, the first input of which receives a signal about the set current, and its second input receives a signal from the outputs functional module for calculating the earth fault incompleteness indicator, the third input of this module receives a signal from the output of the block for automatic correction of the set current, generated by the second microcontroller, the inputs of which are supplied with signals from the outputs of the reflectometer and the first microcontroller, the second output of the first microcontroller is connected to the input of the reflectometer, on The inputs of the first microcontroller are connected to the outputs of the core temperature sensor and the earth conductivity sensor.

На фигуре 1 приведена схема устройства интеллектуальной токовой защиты кабельных линий от однофазных замыканий на землю.Figure 1 shows a diagram of the device for intelligent current protection of cable lines against single-phase ground faults.

На фигуре 1 обозначены: 1 - секция шин, 2 - отходящие от секции шин кабельные линии, 3 - датчики тока нулевой последовательности, 4 - блок защиты с задаваемой уставкой на срабатывание, 5 - релейный орган, 6 - модуль для автоматической адаптивной коррекции величины тока уставки на срабатывание защиты, 7 - функциональный модуль вычисления показателя неполноты замыкания на землю, 8 - измерительный трансформатор напряжения, 9 - блок автоматической коррекции тока уставки, 10 - первый микроконтроллер, 11 - датчик температуры жилы кабеля, 12 - блок контроля уровня частичных разрядов в защищаемой кабельной линии, 13 - датчик удельной проводимости земли, 14 - рефлектометр, 15 - второй микроконтроллер.Figure 1 shows: 1 - bus section, 2 - cable lines extending from the bus section, 3 - zero-sequence current sensors, 4 - protection unit with a preset response setting, 5 - relay element, 6 - module for automatic adaptive correction of the current value settings for protection operation, 7 - functional module for calculating the earth fault incompleteness indicator, 8 - measuring voltage transformer, 9 - automatic setting current correction unit, 10 - first microcontroller, 11 - cable core temperature sensor, 12 - partial discharge level control unit protected cable line, 13 - earth conductivity sensor, 14 - reflectometer, 15 - second microcontroller.

Выходы датчиков тока нулевой последовательности 3 соединены с входом релейного органа 5 блока защиты 4 с задаваемой уставкой на срабатывание, входы функционального модуля 7 вычисления показателя неполноты замыкания на землю подключены к измерительному трансформатору напряжения 8, выход функционального модуля 7 вычисления показателя неполноты замыкания на землю подключен к входу модуля 6 для автоматической адаптивной коррекции величины тока уставки на срабатывание защиты, на первый вход которого поступает сигнал о токе уставки, на второй его вход подается сигнал с выхода функционального модуля 7 вычисления показателя неполноты замыкания на землю, на третий вход данного модуля поступает сигнал с выхода блока автоматической коррекции тока уставки 9, содержащего датчик 11 температуры жилы кабеля, блок 12 контроля уровня частичных разрядов в защищаемой кабельной линии, датчик 13 удельной проводимости земли, выходы которых подключены к первому микроконтроллеру 10, определяющему первичные параметры кабельной линии, уровень частичных разрядов в изоляции линии и фазовую скорость распространения импульса по линии, выход которого соединен с рефлектометром 14, определяющим расстояние до места аварии, выход которого соединен со вторым микроконтроллером 15, на вход которого поступают также значения первичных параметров линии и уровня частичных разрядов в изоляции линии, а сигнал с выхода второго микроконтроллера 15 подается на модуль 6 для автоматической адаптивной коррекции величины тока уставки на срабатывание защиты.The outputs of the zero-sequence current sensors 3 are connected to the input of the relay element 5 of the protection unit 4 with a specified response setting, the inputs of the functional module 7 for calculating the earth fault incompleteness indicator are connected to the measuring voltage transformer 8, the output of the functional module 7 for calculating the earth fault incompleteness indicator is connected to input of module 6 for automatic adaptive correction of the value of the set current for protection operation, the first input of which receives a signal about the set current, its second input receives a signal from the output of the functional module 7 for calculating the earth fault incompleteness indicator, the third input of this module receives a signal from output of the automatic setting current correction unit 9, containing a cable core temperature sensor 11, a unit 12 for monitoring the level of partial discharges in the protected cable line, a ground conductivity sensor 13, the outputs of which are connected to the first microcontroller 10, which determines the primary parameters of the cable line, the level of partial discharges in line insulation and the phase speed of pulse propagation along the line, the output of which is connected to a reflectometer 14, which determines the distance to the accident site, the output of which is connected to the second microcontroller 15, the input of which also receives the values of the primary parameters of the line and the level of partial discharges in the line insulation, and the signal from the output of the second microcontroller 15 is supplied to module 6 for automatic adaptive correction of the setting current value for protection operation.

Работает устройство интеллектуальной токовой защиты кабельных линий от однофазных замыканий на землю следующим образом. Датчики тока нулевой последовательности 3 осуществляют измерение значений токов нулевой последовательности, возникающих в защищаемой линии при однофазных замыканиях на землю. Измеренные значения поступают на первый вход релейного органа 5 блока защиты 4 с задаваемой уставкой на срабатывание. Релейный орган 5 осуществляет сравнение тока нулевой последовательности линии с током уставки защиты от однофазных замыканий на землю. Значение тока уставки автоматически корректируется в зависимости от условий работы защищаемой кабельной линии в модуле 6 для автоматической адаптивной коррекции величины тока уставки на срабатывание защиты, таким образом осуществляется адаптивная коррекция данного тока. Для выполнения операции адаптивной коррекции тока уставки на первый вход этого блока поступает сигнал о значении тока уставки защиты, на второй вход сигнал о величине показателя неполноты замыкания на землю, рассчитываемого в функциональном модуле 7 вычисления показателя неполноты замыкания на землю по величинам напряжений на выходе измерительного трансформатора напряжения 8, на третий вход сигнал о значении сопротивления цепи короткого замыкания с выхода второго микроконтроллера 15.The device for intelligent current protection of cable lines against single-phase ground faults operates as follows. Zero sequence current sensors 3 measure the values of zero sequence currents arising in the protected line during single-phase ground faults. The measured values are supplied to the first input of the relay element 5 of the protection unit 4 with a specified response setting. Relay element 5 compares the zero-sequence current of the line with the current set point for protection against single-phase ground faults. The setting current value is automatically adjusted depending on the operating conditions of the protected cable line in module 6 for automatic adaptive correction of the setting current value for protection operation, thus adaptive correction of this current is carried out. To perform the operation of adaptive correction of the setting current, the first input of this block receives a signal about the value of the protection setting current, the second input receives a signal about the value of the earth fault incompleteness indicator, calculated in the functional module 7 for calculating the earth fault incompleteness indicator from the voltage values at the output of the instrument transformer voltage 8, to the third input a signal about the value of the short circuit resistance from the output of the second microcontroller 15.

Первый вход второго микроконтроллера 15 присоединен к первому выходу первого микроконтроллера 10, второй выход первого микроконтроллера 10 присоединен ко входу рефлектометра 14. Ко входу первого микроконтроллера 10 подключается выход блока 12 контроля уровня частичных разрядов в защищаемой кабельной линии. На вход первого микроконтроллера 10 поступают сигналы с датчика 11 температуры жилы кабеля, блока 12 контроля уровня частичных разрядов в защищаемой кабельной линии, датчика 13 удельной проводимости земли. На основании входных сигналов первый микроконтроллер определяет первичные параметры кабельной линии и фазовую скорость распространения импульса по линии. Исходя из значения фазовой скорости распространения импульса по линии рефлектометр определяет расстояние на линии до места возникновения повреждения. Второй микроконтроллер 15 вычисляет значение сопротивление цепи короткого замыкания линии и согласно этой величины корректирует ток уставки. Если величина скорректированного тока уставки будет меньше тока нулевой последовательности в защищаемой линии, то произойдет срабатывание релейного органа 5 и отключение этой линии от секции шин.The first input of the second microcontroller 15 is connected to the first output of the first microcontroller 10, the second output of the first microcontroller 10 is connected to the input of the reflectometer 14. The output of the block 12 for monitoring the level of partial discharges in the protected cable line is connected to the input of the first microcontroller 10. The input of the first microcontroller 10 receives signals from the cable core temperature sensor 11, the unit 12 for monitoring the level of partial discharges in the protected cable line, and the earth conductivity sensor 13. Based on the input signals, the first microcontroller determines the primary parameters of the cable line and the phase speed of pulse propagation along the line. Based on the value of the phase velocity of pulse propagation along the line, the reflectometer determines the distance on the line to the location of the damage. The second microcontroller 15 calculates the resistance value of the line short circuit and, according to this value, adjusts the set current. If the value of the adjusted current setting is less than the zero-sequence current in the protected line, then the relay element 5 will operate and disconnect this line from the bus section.

Устройство интеллектуальной токовой защиты кабельных линий от однофазных замыканий на землю позволяет осуществить работу интеллектуальной токовой защиты от однофазных замыканий на землю на кабельных линиях в сетях с изолированной и резистивно-заземленной нейтралью.The device for intelligent current protection of cable lines against single-phase ground faults allows the operation of intelligent current protection against single-phase ground faults on cable lines in networks with an isolated and resistively grounded neutral.

Claims (1)

Устройство интеллектуальной токовой защиты кабельных линий от однофазных замыканий на землю, содержащее на каждой линии, отходящей от секции шин, датчик тока нулевой последовательности, соединенный с входом релейного органа блока защиты с задаваемой уставкой на срабатывание, входы функционального модуля вычисления показателя неполноты замыкания на землю подключены к измерительному трансформатору напряжения, выход функционального модуля вычисления показателя неполноты замыкания на землю подключен к входу модуля автоматической адаптивной коррекции тока уставки на срабатывание защиты, на первый вход которого поступает сигнал о токе уставки, на второй его вход подается сигнал с выходам функционального модуля вычисления показателя неполноты замыкания на землю, на третий вход данного модуля поступает сигнал с выхода блока автоматической коррекции тока уставки, формируемый вторым микроконтроллером, на входы которого подаются сигналы с выходов рефлектометра и первого микроконтроллера, второй выход первого микроконтроллера соединен с входом рефлектометра, на входы первого микроконтроллера присоединяются выходы датчика температуры жилы и датчика удельной проводимости земли, отличающееся тем, что ко входу первого микроконтроллера подключается выход блока контроля уровня частичных разрядов в защищаемой кабельной линии.A device for intelligent current protection of cable lines against single-phase ground faults, containing on each line extending from the bus section a zero-sequence current sensor connected to the input of the relay element of the protection unit with a specified response setting, the inputs of the functional module for calculating the earth fault incompleteness indicator are connected to the measuring voltage transformer, the output of the functional module for calculating the earth fault incompleteness indicator is connected to the input of the module for automatic adaptive correction of the setting current for protection operation, the first input of which receives a signal about the setting current, the second input receives a signal from the outputs of the functional module for calculating the incompleteness indicator ground fault, the third input of this module receives a signal from the output of the automatic setting current correction unit, generated by the second microcontroller, the inputs of which are supplied with signals from the outputs of the reflectometer and the first microcontroller, the second output of the first microcontroller is connected to the input of the reflectometer, the outputs are connected to the inputs of the first microcontroller core temperature sensor and earth conductivity sensor, characterized in that the output of the unit for monitoring the level of partial discharges in the protected cable line is connected to the input of the first microcontroller.
RU2023112718A 2023-05-17 Device for intelligent current protection of cable lines against single-phase ground faults RU2810563C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810563C1 true RU2810563C1 (en) 2023-12-27

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4566053A (en) * 1984-07-10 1986-01-21 Westinghouse Electric Corp. Ground-fault protective relay
RU2422964C1 (en) * 2010-03-17 2011-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" Device of electric circuits current protection against single-phase ground faults (versions)
US8990036B1 (en) * 2013-09-16 2015-03-24 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Power line parameter adjustment and fault location using traveling waves
RU2629375C1 (en) * 2016-08-17 2017-08-29 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Adaptive protection device from single phase-to-earth faults in networks with isolated neutral and with capacity currents compensation
RU2715909C1 (en) * 2019-02-07 2020-03-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Device for electric current protection of electric circuits against single-phase earth faults

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4566053A (en) * 1984-07-10 1986-01-21 Westinghouse Electric Corp. Ground-fault protective relay
RU2422964C1 (en) * 2010-03-17 2011-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" Device of electric circuits current protection against single-phase ground faults (versions)
US8990036B1 (en) * 2013-09-16 2015-03-24 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Power line parameter adjustment and fault location using traveling waves
RU2629375C1 (en) * 2016-08-17 2017-08-29 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Adaptive protection device from single phase-to-earth faults in networks with isolated neutral and with capacity currents compensation
RU2715909C1 (en) * 2019-02-07 2020-03-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Device for electric current protection of electric circuits against single-phase earth faults

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2633433C2 (en) Directional detection of fault in network, in particular, in system with grounded compensated or insulated neutral
US6584417B1 (en) Method and directional element for fault direction determination in a capacitance-compensated line
RU2491563C2 (en) Technique and device for detection of phase-to-ground fault
EP1279213B1 (en) Sensitive ground fault detection system for use in compensated electric power distribution networks
CA1247225A (en) Protective relaying apparatus for providing fault- resistance correction
KR101189956B1 (en) Corrective device protection
EP2128951B1 (en) Electronic active earthing system for use in high-voltage distribution networks
US5699219A (en) Ground fault current limiter and method of limiting ground fault current
CN107735690B (en) Method for ground fault protection of a three-phase electrical network
RU2422964C1 (en) Device of electric circuits current protection against single-phase ground faults (versions)
EP1682909A1 (en) Method and apparatus for identifying intermittent earth fault
ZA200403139B (en) Determining electrical faults on underground power systems using directional element.
WO2009081215A2 (en) Equipment and procedure to determine fault location and fault resistance during phase to ground faults on a live network
US5838525A (en) High speed single-pole trip logic for use in protective relaying
RU2356151C1 (en) METHOD FOR AUTOMATIC CONTROL OF 0,4 kV OVERHEAD LINE NEUTRAL WIRE
RU2581607C1 (en) Method of protection from breaks of phase and neutral wires of four-wire overhead line of electric mains voltage of 380 v and device therefor
RU2810563C1 (en) Device for intelligent current protection of cable lines against single-phase ground faults
SE469615B (en) PROCEDURE AND DEVICE TO DETECT A DISTRIBUTION BETWEEN LEADERS IN POWER SUPPLY LINES WITH DIFFERENT VOLTAGE LEVELS
SE529993C2 (en) Method and apparatus for reducing the influence of a direct current component in a load current on an asynchronous three-phase motor
RU2715909C1 (en) Device for electric current protection of electric circuits against single-phase earth faults
EP2130277B1 (en) Circuit and method for compensating capacitive earth currents in networks
Sarwade et al. Adaptive solutions for distance relay settings
Wahlroos et al. Can compensated networks be an alternate solution to reduce the risk of ground faults causing forest fires?
RU168498U1 (en) DEVICE FOR THE PROTECTION OF ELECTRIC NETWORKS OF THE MIDDLE CLASS OF VOLTAGE FROM SINGLE-PHASE CIRCUIT TO THE GROUND
CN112630686A (en) Method and system for identifying single-phase earth fault line of urban rail medium-voltage system