RU2815919C1 - Method of protection against arc and partial discharges - Google Patents
Method of protection against arc and partial discharges Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815919C1 RU2815919C1 RU2023129149A RU2023129149A RU2815919C1 RU 2815919 C1 RU2815919 C1 RU 2815919C1 RU 2023129149 A RU2023129149 A RU 2023129149A RU 2023129149 A RU2023129149 A RU 2023129149A RU 2815919 C1 RU2815919 C1 RU 2815919C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- decision
- database
- knowledge base
- complete distribution
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к способам релейной защиты и автоматики комплектных распределительных устройств (КРУ) 6-10 кВ и предназначено для обнаружения неисправностей, приводящих к возникновению электрической дуги внутри шкафа КРУ и отключения цепей, в которых она возникла.The invention relates to methods of relay protection and automation of 6-10 kV switchgear and is intended for detecting faults leading to the occurrence of an electric arc inside the switchgear cabinet and disconnecting the circuits in which it occurred.
Уровень техникиState of the art
Наиболее близким способом того же назначения, к заявленному изобретению по совокупности признаков, является способ дуговой защиты, в котором дуговая защита осуществляется путем фиксации световодом света электрической дуги и преобразования его посредством фотоэлектронного преобразователя в электрический аналог, при превышении порогового уровня которого, выключатель отключает силовую цепь шкафов КРУ (см. Пат. RU №2379811 C1 от 20.01.2010, Бюл. № 2), принятый за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed invention in terms of the set of characteristics is the method of arc protection, in which arc protection is carried out by fixing the light of an electric arc with a light guide and converting it through a photoelectronic converter into an electrical analogue, when the threshold level is exceeded, the switch turns off the power circuit switchgear cabinets (see Pat. RU No. 2379811 C1 dated January 20, 2010, Bulletin No. 2), adopted as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится невозможность регистрации частичных разрядов и недостаточная эффективность защиты от дуговых разрядов.The reasons preventing the achievement of the technical result indicated below when using the known method adopted as a prototype include the impossibility of registering partial discharges and the insufficient effectiveness of protection against arc discharges.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Технический результат – повышение эффективности защиты оборудования от частичных и дуговых разрядов комплектных распределительных устройств.The technical result is an increase in the efficiency of equipment protection from partial and arc discharges of complete switchgears.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе, включающем подачу акустического сигнала от комплектного распределительного устройства на чувствительный элемент и преобразование непрерывного сигнала в преобразователе, особенность заключается в том, что в качестве чувствительного элемента используют широкополосный микрофон, который присоединяют через аналогово-цифровой преобразователь посредством цифрового канала к серверу, включающему в себя анализатор сигнала, базу данных, базу знаний, подсистему принятия решений, которая соединена с базой данных и базой знаний с возможностью обмена с ними информацией о характеристиках сигналов, поступающих с анализатора сигнала комплектного распределительного устройства, а также ранее полученных характеристиках сигналов иных комплектных распределительных устройств, при этом преобразованный аналогово-цифровым преобразователем сигнал комплектного распределительного устройства, подают на сервер, где он обрабатывается анализатором сигнала, подаётся в подсистему принятия решений, подсистема принятия решений обменивается информацией с базой знаний и базой данных, сравнивает данные этих баз, и при выявлении предаварийного и аварийного состояния комплектного распределительного устройства отключает его от силовой цепи.The specified technical result when implementing the invention is achieved by the fact that in the known method, which includes supplying an acoustic signal from a complete distribution device to a sensitive element and converting a continuous signal in a converter, the peculiarity lies in the fact that a broadband microphone is used as a sensitive element, which is connected via an analogue - a digital converter via a digital channel to a server that includes a signal analyzer, a database, a knowledge base, a decision-making subsystem, which is connected to the database and knowledge base with the ability to exchange information with them about the characteristics of the signals coming from the signal analyzer of the complete switchgear , as well as previously obtained characteristics of signals from other complete switchgears, while the signal of the complete switchgear, converted by an analog-to-digital converter, is fed to the server, where it is processed by a signal analyzer, fed to the decision-making subsystem, the decision-making subsystem exchanges information with the knowledge base and the database data, compares the data from these databases, and when a pre-emergency and emergency condition of the complete switchgear is detected, disconnects it from the power circuit.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
На фиг.1 представлена принципиальная схема, поясняющая способ защиты от дуговых и частичных разрядов, где: 1 – устройство защиты, 2 – чувствительный элемент (акустический датчик), 3 – комплектное распределительное устройство, 4 – преобразователь (аналогово-цифровой), 5 – вход устройства защиты, 6 – выход устройства защиты, 7 – цифровой канал, 8 – сервер, 9 – анализатор сигнала, 10 – база знаний, 11 – база данных, 12 – подсистема принятия решений, 13 – выключатель, 14 – силовая цепь.Figure 1 shows a schematic diagram explaining the method of protection against arc and partial discharges, where: 1 – protection device, 2 – sensitive element (acoustic sensor), 3 – complete switchgear, 4 – converter (analog-to-digital), 5 – protection device input, 6 – protection device output, 7 – digital channel, 8 – server, 9 – signal analyzer, 10 – knowledge base, 11 – database, 12 – decision-making subsystem, 13 – switch, 14 – power circuit.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Способ защиты от дуговых и частичных разрядов реализуется следующим образом. Акустический сигнал от работы комплектного распределительного устройства 3 поступает через вход устройства защиты 5 на чувствительный элемент 2, представляющий собой широкополосный микрофон, работающий в диапазоне частот от 100 Гц. Для преобразования непрерывного сигнала от чувствительного элемента 2 в цифровой код служит преобразователь 4 (аналогово-цифровой). Полученный цифровой код передается по цифровому каналу 7 на сервер 8. Поступающий на сервер 8 цифровой код обрабатывается анализатором сигнала 9, в котором производится удаление нежелательных составляющих сигнала. Обработанный сигнал от анализатора сигнала 9 поступает в подсистему принятия решений 12, к которой подключены база знаний 10 и база данных 11. База знаний 10 служит для хранения информации о ранее полученных характеристиках сигнала работы комплектных распределительных устройств в нормальном, предаварийном и аварийном состояниях. База данных 11 служит для хранения информации о характеристиках сигналов, полученных от комплектного распределительного устройства 3. Подсистема принятия решений 12 обменивается информацией о полученном от анализатора сигнала 9 цифровом коде с базой знаний 10 и базой данных 11 и на основании сравнения информации производится выявление одного из состояний комплектного распределительного устройства 3: нормальное, предаварийное и аварийное. В случае возникновения предаварийного состояния (предпосылки возникновения частичных и дуговых разрядов) либо аварийного, подсистемой принятия решений 12 через выход устройства защиты 6 на выключатель 13 подается сигнал о нестабильной работе комплектного распределительного устройства 3. Реагируя на полученный сигнал, выключатель 13 отключает комплектное распределительное устройство 3 от силовой цепи 14.The method of protection against arc and partial discharges is implemented as follows. The acoustic signal from the operation of the complete distribution device 3 is supplied through the input of the protection device 5 to the sensitive element 2, which is a broadband microphone operating in the frequency range from 100 Hz. To convert the continuous signal from the sensitive element 2 into a digital code, converter 4 (analog-to-digital) is used. The resulting digital code is transmitted via digital channel 7 to server 8. The digital code arriving at server 8 is processed by signal analyzer 9, in which unwanted signal components are removed. The processed signal from the signal analyzer 9 enters the decision-making subsystem 12, to which the knowledge base 10 and database 11 are connected. The knowledge base 10 is used to store information about the previously obtained signal characteristics of the operation of complete switchgears in normal, pre-emergency and emergency states. The database 11 is used to store information about the characteristics of the signals received from the complete switchgear 3. The decision-making subsystem 12 exchanges information about the digital code received from the signal analyzer 9 with the knowledge base 10 and the database 11 and, based on a comparison of information, one of the states is identified complete switchgear 3: normal, pre-emergency and emergency. In the event of a pre-emergency condition (a prerequisite for the occurrence of partial and arc discharges) or an emergency, the decision-making subsystem 12 sends a signal through the output of the protection device 6 to the switch 13 about the unstable operation of the complete switchgear 3. Reacting to the received signal, the switch 13 turns off the complete switchgear 3 from the power circuit 14.
Использование предлагаемого технического решения позволяет осуществлять непрерывный мониторинг работы комплектного распределительного устройства и его отключение от силовой цепи при возникновении дуговых и частичных разрядов.The use of the proposed technical solution allows for continuous monitoring of the operation of the complete switchgear and its disconnection from the power circuit when arc and partial discharges occur.
По сравнению с прототипом, реализующего оптический способ выявления аварийной ситуации комплектного распределительного устройства при наличии дуги, предлагаемый способ защиты посредством использования широкополосного микрофона реализует акустический метод выявления аварийной ситуации до появления дуги, что позволяет предупредить повреждение оборудования.Compared to the prototype, which implements an optical method for detecting an emergency situation in a complete switchgear in the presence of an arc, the proposed method of protection through the use of a broadband microphone implements an acoustic method for detecting an emergency situation before the occurrence of an arc, which helps prevent damage to equipment.
Повышение эффективности защиты оборудования от частичных и дуговых разрядов подтверждается тем, что акустический метод выявления аварийной ситуации комплектного распределительного устройства позволяет зафиксировать возникновение частичных разрядов до появления дуги и защитить оборудование от повреждения и от частичных и от дуговых разрядов, а известный способ защиты – прототип выявляет аварийную ситуацию только при наличии дуги и не защищает от частичных разрядов.Increasing the efficiency of protecting equipment from partial and arc discharges is confirmed by the fact that the acoustic method of detecting an emergency situation of a complete switchgear makes it possible to detect the occurrence of partial discharges before the appearance of an arc and protect the equipment from damage from both partial and arc discharges, and the known method of protection - the prototype detects an emergency situation only in the presence of an arc and does not protect against partial discharges.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2815919C1 true RU2815919C1 (en) | 2024-03-25 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6680837B1 (en) * | 2001-06-14 | 2004-01-20 | Analog Devices, Inc. | Hiccup-mode short circuit protection circuit and method for linear voltage regulators |
RU2379811C1 (en) * | 2008-04-22 | 2010-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт импульсной техники" (ФГУП НИИИТ) | Arc protection device |
RU2631492C2 (en) * | 2012-06-28 | 2017-09-22 | Лабиналь Пауэр Системз | Device and control method of electrical power network |
RU2633651C1 (en) * | 2016-06-20 | 2017-10-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Method for detecting low-current electric arc in radio electronic equipment |
RU2800650C1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет" | Method for protecting power oil filled transformer from internal electric arc |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6680837B1 (en) * | 2001-06-14 | 2004-01-20 | Analog Devices, Inc. | Hiccup-mode short circuit protection circuit and method for linear voltage regulators |
RU2379811C1 (en) * | 2008-04-22 | 2010-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт импульсной техники" (ФГУП НИИИТ) | Arc protection device |
RU2631492C2 (en) * | 2012-06-28 | 2017-09-22 | Лабиналь Пауэр Системз | Device and control method of electrical power network |
RU2633651C1 (en) * | 2016-06-20 | 2017-10-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Method for detecting low-current electric arc in radio electronic equipment |
RU2800650C1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет" | Method for protecting power oil filled transformer from internal electric arc |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10581377B2 (en) | Method for detecting arcs, and detection apparatus for arcs, in a photovoltaic system | |
US7035068B2 (en) | Apparatus and method employing an optical fiber for closed-loop feedback detection of arcing faults | |
DE69426558D1 (en) | LOAD ANALYSIS SYSTEM FOR ERROR DETECTION | |
JP6234647B1 (en) | DC electric circuit protection device and arc detection method | |
RO118502B1 (en) | Detector for monitoring the integrity of a grounding connetion of an electrical appliance | |
EP3467525B1 (en) | Noise generation circuit, self-test circuit, afci and photovoltaic power generation system | |
US20150309104A1 (en) | Differential current monitoring device with arc detection | |
WO2017221493A1 (en) | Dc electric circuit protection device and arc detection method | |
CN107069668B (en) | Frequency converter fault protection device and frequency converter | |
KR101007551B1 (en) | Method For Detecting Arc In Power Distribution System And System For Alerting Arc Using The Same Method | |
KR101070822B1 (en) | A abnormality detector of distributing board with self-diagnostic capabilities | |
RU2815919C1 (en) | Method of protection against arc and partial discharges | |
US11567142B2 (en) | Method of and system for detecting a serial arc fault in a power circuit | |
RU172284U1 (en) | Arc Sensor | |
RU2815081C1 (en) | Arc and partial discharge protection device | |
CN104810784B (en) | Electrical protective device for electrically installing is with and related methods | |
CN204068219U (en) | A kind of regulator cubicle arc light protecting device | |
KR102404376B1 (en) | Arc Fault Circuit Interrupters implemented as modular extension | |
KR100419910B1 (en) | device for detecting spark of wiring system line and leak-breaker controll device | |
CN110718900B (en) | Method and apparatus for detecting faults in a hybrid power system | |
EP3809551A1 (en) | Protection control device and protection control method for dc transmission system | |
SU607306A1 (en) | Device for protecting electric installation from arc short circuits | |
CN111953297A (en) | Arc fault detection positioning device and system | |
CA1257907A (en) | Electrical apparatus | |
RU2217768C2 (en) | Ac-to-dc converter for producing unified dc signals |