SU60765A1

SU60765A1 - Device for protection against single-phase earth faults

Info

Publication number: SU60765A1
Application number: SU301240A
Authority: SU
Inventors: Н.Н. Кречетович
Original assignee: Н.Н. Кречетович
Priority date: 1939-04-15
Filing date: 1939-04-15
Publication date: 1941-11-30

Description

Изобретение относитс к селективной защите от однофазных замыканий на землю в сет х с незаземленной нейтралью. В известных устройствах при большом емкостном токе замыкани на землю задача решаетс обычно путем установки на каждом из отход щих фидеров трех трансформаторов тока (или одного трансформатора тока нулевой последовательности фаз) и амперных реле заземлениЯ. Однако така защита вл етс непригодной в сет х с компенсацией емкостного тока дл гащени дуги замыкани на землю из-за малой величины компенсированного тока. Така защита непригодна и дл воздушных сетей не очень высоких напр жений, а также дл кабельных сетей небольшой прот женности из-за малой величины емкостного тока заземлени . В этих случа х приходитс прибегать к высокочувствительным ваттметровым реле синусного или косинусного типа, питаемым на каждом фидере от трех трансформаторов тока высшего класса точности и трех однофазных трансформаторов напр жени (или одного п тистержневого ). Несмотр «а сложность и большую стоимость такой защиты, ее все же нельз признать достаточно надежной, так как при уменьшении емкости сети (от выключени участков) така защита сможет не отозватьс на заземление одной фазы.This invention relates to selective protection against single-phase earth faults in networks with an ungrounded neutral. In the known devices with a large capacitive earth fault current, the problem is usually solved by installing three current transformers (or one current transformer of zero phase sequence) and ampere grounding relays on each of the outgoing feeders. However, such protection is unsuitable in networks with compensation of capacitive current to enrich the earth fault arc due to the small value of the compensated current. Such protection is also unsuitable for air networks of not very high voltages, as well as for cable networks of small extent due to the small value of the capacitive grounding current. In these cases, one should resort to highly sensitive sinus or cosine type wattmeter relays powered by each feeder from three current transformers of the highest accuracy class and three single-phase voltage transformers (or one of the five-terminal). Despite the complexity and high cost of such protection, it still cannot be considered sufficiently reliable, since with a decrease in network capacity (from disconnecting sections), such protection can fail to respond to the grounding of one phase.

Поэтому в этих случа х обычно отказываютс от автоматического отключени поврежденного фидера И ограничиваютс установкой сигнализации заземлени с помощью ламп, вольтметров, асимметра напр жени или звукового сигнала от трех однофазных трансформаторов напр жени , установленных на шинах распределительного устройства/ Нахождение поврежденного фидера производитс дежурным персоналом путем поочередного выключени и обратного включени всех фидеров до исчезновени сигнала заземлени . Однако при таком способе с быстрой ликвидации однофазного замыкани на землю не может быть и речи.Therefore, in these cases, they usually refuse to automatically disconnect the damaged feeder and are limited to installing an earthing alarm using lamps, voltmeters, voltage asymmetry or a sound signal from three single-phase voltage transformers installed on switchgear buses / Finding the damaged feeder is done by staff on duty by alternating turn off and back on all feeders until the ground signal disappears. However, with this method, with the rapid elimination of a single-phase ground fault, there can be no question.

№ 60765- 2 В тех случа х, когда вопрос о быстрой ликвидации однофазного замыкани стоит очень остро, прибегают к автоматическому выключению всей сети от реле напр жени , действующего на общий масл ный выключатель (в качестве примера можно привести двух-трех и шестикиловольтные сети торф ных предпри тий).No. 60765-2. In those cases when the question of the rapid elimination of a single-phase circuit is very acute, the entire network is automatically switched off from the voltage relay acting on a common oil switch (for example, two to three and six kilovolt networks peat enterprises).

Однако неудобства такой защ-иты чрезвычайно велики, так как, помимо неизбежных перебоев в снабжении электроэнергией потребителей на всех фидерах, нахождение поврежденного фидера доставл ет много хлопот. Особенно это сказываетс в том случае, когда поврежденный участок отключаетс самим потребителем. Например, если в сети имеютс высоковольтные двигатели и один из них пробиваетс на корпус, то после отключени фидеров все двигатели отключаютс от сети нулевой защитой или вручную. Вместе с двигател ми отключаетс и место повреждени . Поэтому на подстанции можно будет включить все фидеры , не вы вив поврежденного. Но как только потребитель в-ключит пробитый двигатель, вс сеть оп ть автоматически, выключитс и оп ть можно будет включить все фидеры без нахождени поврежденного. Еще хуже будет случай прерывающегос замыкани на землю.However, the inconvenience of such protection is extremely great, since, in addition to unavoidable interruptions in the supply of electricity to consumers at all feeders, finding a damaged feeder is a lot of trouble. This is especially the case when the damaged area is disconnected by the user. For example, if there are high-voltage motors in the network and one of them is punched into the case, then after disconnecting the feeders, all engines are disconnected from the network by zero protection or manually. Together with the engines, the damage site is also disconnected. Therefore, at the substation, it will be possible to turn on all feeders, not you viv damaged. But as soon as the consumer turns on the broken engine, the whole network will again automatically turn off and again all feeders can be turned on without finding the damaged one. Even worse will be the case of an intermittent ground fault.

Согласно изобретению, дл устранени перечисленных выше недостатков создано устройство, позвол ющее производить автоматическое (полуселективное) отключение поврежденного фидера. В этом устройстве , как и в других уже известных устройствах аналогичного назначени , используютс отключающие катущки фидерных масл ных выключателей , питаемые от включенных по схеме разомкнутого треугольника трех вторичных обмоток общего дл всего устройства трансформатора напр жени . Выщеуказанна цель - отключение поврежденного фидера- осуществл етс предлагаемым устройством при помощи переключателей и блок-контактов, включенных в цепи отключающих катущек и соедин ющих цепи управлени соседних фидеров таким образом, что при воздействии на переключатель какого-либо фидера (в случае замыкани сети на землю) происходит поочередное отключение фидеров , заканчивающеес отключением поврежденного фидера.According to the invention, in order to eliminate the above disadvantages, a device has been created which allows the automatic (semi-selective) shutdown of the damaged feeder. In this device, as in other already known devices of similar purpose, disconnecting coils of feeder oil switches are used, powered by three secondary windings connected according to the open triangle scheme common to the entire device of a voltage transformer. The above purpose — disconnecting a damaged feeder — is carried out by the proposed device using switches and auxiliary contacts connected in the circuit of the cut-off cutters and connecting the control circuits of the neighboring feeders in such a way that when a switch acts on a feeder ) there is an alternate disconnection of the feeders, ending with the disconnection of the damaged feeder.

На чертеже изображена схема описываемого устройства, где приведены следующие обозначени ; ТН - трансформатор напр жени ; КМ и КН - максимальные катущки и, соответственно, катущки напр жени , установленные в автоматической коробке привода Л/С; ВМ - масл ный выключатель; ЛС - сигнальные контакты; ПШ - щтепсельный переключатель; Ш - переносный щтепсель.The drawing shows a diagram of the described device, where the following designations are given; TH - voltage transformer; КМ and КН - maximum rolls and, respectively, voltage rolls installed in the automatic L / C drive box; VM - oil switch; LS - alarm contacts; PN - pin switch; W - portable plug.

От разомкнутого треугольника вторичных обмоток трансформатора напр жени ТН вдоль в-сех кабин с масл ными выключател ми ВМ проложены два провода. Один провод соедин етс с одним, из зажимов катущек напр жени К,Н, установленных в автоматических коробках приводов всех фидеров. В коробках, кроме того, помещены две катущки КМ, с помощью которых осуществл етс максимальна защита. Другие зажимы катущек напр жени К.Н присоединены к сигнальным контактам КС своих масл ных выключателей. К этим же контактам присоединены н щтепсельные переключатели ПШ, установленные на каждом фидере. На все переключатели ПШ полагаетс один щтепсель. Вставление щтепсел в переключатель какого-нибудь фидера, например , как показано на схеме, третьего фидера, соедин ет катущку напр жени КН этого фидера с другим проводом от трансформатора напр жени ТН.From the open triangle of the secondary windings of the voltage transformer TN along the se-cabins with VM oil switches laid two wires. One wire is connected to one of the clamps of voltage cages K, H, installed in automatic transmissions of drives of all feeders. In the boxes, in addition, there are two rollers KM, with the help of which the maximum protection is carried out. The other terminals of the voltage coils K.N are connected to the signal contacts of the COP of their oil switches. These contacts are connected to the PN PN switches mounted on each feeder. On all switches, the PN relies one plug. The insertion of a pin into a switch of some feeder, for example, as shown in the diagram of the third feeder, connects the voltage tap of the feeder of this feeder with another wire from the voltage transformer TH.

Пока изол ци сети в пор дке, вторичные напр жени во всех трех вторичных обмотках трансформатора равны и обща их сумма в треугольнике равна нулю. При соединении же одной из фаз сети с землейAs long as the insulation of the network is in order, the secondary voltages in all three secondary windings of the transformer are equal and their total sum in the triangle is zero. When connecting one of the phases of the network to the ground

одно из вторичных напр жений уменьшаетс , а два других увеличиваютс , вследствие чего симметри нарушаетс и на концах разомкнутого треугольника по вл етс напр жение, действуюш,ее на катушку напр жени третьего фидера (поскольку в его переключатель вставлен штепсель). В результате этого катушка КН сейчас же произведет выключение масл ного выключател третьего фидера, а сигнальные контакты отключат катушку этого фидера и включат катушку следуюш,его фидера; выключение четвертого фидера также вызовет переключение напр жени на катушку первого фидера и т. д. до тех пор, пока вместе с выключенным фидером не выключитс и место повреждени , вследствие чего напр жение на концах разомкнутого треугольника оп ть станет равным нулю, и дальнейшее отключение фидеров прекратитс . Следовательно, последний из выключенных фидеров и вл етс поврежденным. Дежурному на подстанции остаетс только включить все выключенные фидеры, за исключением последнего, на котором нужно вы снить место и причину замыкани на землю.one of the secondary voltages decreases, while the other two increase, resulting in symmetry breaking and at the ends of an open triangle there is a voltage acting on the voltage supply coil of the third feeder (since a plug is inserted into its switch). As a result, the CN coil will immediately turn off the oil switch of the third feeder, and the alarm contacts will turn off the coil of this feeder and turn on the coil of the next one, its feeder; switching off the fourth feeder will also cause switching of the voltage to the coil of the first feeder, etc. until the fault location is turned off together with the feeder turned off, as a result of which the voltage at the ends of the open triangle becomes zero again and further disconnection of the feeders will stop. Consequently, the last of the disabled feeders is damaged. The duty attendant at the substation only needs to turn on all the feeders turned off, with the exception of the last one, at which you need to find out the place and reason for the ground fault.

Выключение фидеров происходит со скоростью около трех-четырех в секунду; таким образом, поврежденный фидер автоматически находитс и выключаетс почти сейчас же после замыкани фазы сети на землю. Наиболее неблагопри тный случай будет тогда, когда замыкание на землю произойдет в последнем по пор дку выключени фидере, так как в этом случае будет иметь место выключение всех фидеров, но и этот наИболее неблагопри тный случай имеет перед автоматическим выключением всей подстанции преимушество, заключающеес , во-первых , в возможности немедленного включени всех фидеров, за исключением последнего, без опасени повторного выключени , и, во-вторых, в том, что Сразу вы вл етс поврежденный фидер.Feeders are turned off at a speed of about three to four per second; thus, the damaged feeder is automatically turned on and off almost immediately after the network phase is closed to ground. The most unfavorable case will be when the earth fault occurs in the last order of switching off the feeder, since in this case all feeders will be turned off, but this most adverse case has before automatic switching off of the entire substation the advantage of Firstly, it is possible to immediately turn on all feeders, except for the last one, without fear of re-shutting down, and, secondly, that the damaged feeder is immediately detected.

При применении описываемого устройства облегчаетс также нахождение места повреждени на пробитом фидере, так как после переноса штепсел на этот фидер можно, в случае необходимости, включить масл ный выключатель фидера и, наблюда за приборами в момент повторных выключений (без опасени выключени других фидеров), судить о характере и месте повреждени .When using the described device, it is also easier to find the place of damage on the pierced feeder, since after transferring the plug to this feeder, you can, if necessary, turn on the oil switch of the feeder and, watching the devices at the moment of repeated shutdowns (without fear of turning off other feeders), judge about the nature and location of damage.

Предметизобретени Subject matter

Устройство дл зашиты от однофазных замыканий на землю в сет х с незаземленной, нейтралью, преимушественно дл небольших установок от 2 до 6 кв, например, дл сетей торф ных предпри тий, с использованием дл отключени масл ных выключателей катушек напр жений , питаемых от включенных по схеме разомкнутого треугольника трех вторичных обмоток обшего дл всего устройства трансформатора напр жени , отличающеес тем, что, с целью автоматического (полуселективного) отключени поврежденного фидера, цепь каждой из катушек, проведенна через блок-контакты своего масл ного выключател , нормально разомкнута при посредстве переключател , установленного у каждого масл ного выключател , а этот последними снабжен второй парой блок-контактов, служаш,их дл соединени подвижных контактов переключателей соседних фидеров с тем, чтобы при обнаружении повреждени персоналом и замыкании игу при этом переключател того из фидеров, в котором наиболее веро тно повреждение, происходило поочередное срабатывание (под действием токов небаланса трансформатора) катушек напр жени р да фидеров вплоть до отключени поврежденного фидера.The device is protected from single-phase earth faults in networks with an ungrounded neutral, mainly for small installations of 2 to 6 kV, for example, for networks of peat plants, using voltage coils powered by switched on an open triangle circuit of three secondary windings of a common voltage transformer for the whole device, characterized in that, in order to automatically (semi-selective) disconnect the damaged feeder, the circuit of each of the coils conducted through OC contacts of its oil switch, normally open through a switch installed at each oil switch, and this latter is equipped with a second pair of auxiliary contacts, which are used to connect the moving contacts of switches of adjacent feeders so that when damage is detected by personnel and when the yoke is closed, the switch of the feeder, in which the damage is most probable, alternately triggered (under the action of unbalance currents of the transformer) voltage coils s up to disconnecting the faulty feeder.

№ 60765No. 60765