SU997164A1 - Device for phase wire break protection of overhead power transmission line - Google Patents

Device for phase wire break protection of overhead power transmission line Download PDF

Info

Publication number
SU997164A1
SU997164A1 SU802928145A SU2928145A SU997164A1 SU 997164 A1 SU997164 A1 SU 997164A1 SU 802928145 A SU802928145 A SU 802928145A SU 2928145 A SU2928145 A SU 2928145A SU 997164 A1 SU997164 A1 SU 997164A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
current
phase
frequency
line
source
Prior art date
Application number
SU802928145A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Хаим Менделеевич Желиховский
Владимир Павлович Кобазев
Валерий Евгеньевич Матвиенко
Станислав Филиппович Капштык
Original Assignee
Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт filed Critical Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority to SU802928145A priority Critical patent/SU997164A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU997164A1 publication Critical patent/SU997164A1/en

Links

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты воздушных линий 0,4 кВ от обрывов фазного провода, а также косвенной защиты людей и сельскохозяйственных животных от поражения электрическим током. 5The invention relates to electrical engineering and is intended to protect 0.4 kV overhead lines from phase wire breaks, as well as to indirectly protect people and farm animals from electric shock. 5

Известно устройство защитного отключения электроустановки в трехфазной сети переменного тока, состоящее Из конденсаторов, образующих нулевую точку, трехфазного выпрямительного моста, образующего вторую ну- 10 левую точку, реле, являющегося элементом сравнения и резисторов (1).A device for protective shutdown of an electrical installation in a three-phase AC network is known, consisting of capacitors forming a zero point, a three-phase rectifier bridge forming a second zero 10 point, a relay, which is an element of comparison and resistors (1).

Однако для того, чтобы отключить поврежденную линию необходима линия связи, по которой передается импульс на отключение 15 автомата, установленного на трансформаторной подстанции. Это усложняет устройство, повы-. шает его стоимость.However, in order to disconnect a damaged line, a communication line is needed, along which an impulse is transmitted to turn off 15 machines installed on a transformer substation. This complicates the device. It is worth its price.

Наиболее близким к предлагаемому по м технической сущности является устройство для селективной зашиты от утечек сетей с изолированной нейтралью, которое может быть использовано и для защиты от обрыва фазного провода, состоящее из источника оперативного тока непромышленной частоты, присоединенного к защищаемой сети через фильтр присоединения. В начале каждого защищаемого участка сети устанавливается местный фильтр, который связан с заграждающим фильтром с частотой режекции 50 Гц, на выходе которого включен усилитель с выходным реле [2] · Данное устройство имеет низкую чувствительность к обрыву фазы, так как обрыв провода не приводит к снижению сопротивления изоляции линии и не вызывает увеличения оперативного тока в линии. Кроме того, в . сетях с глухозаземленной нейтралью значительная часть оперативного тока замыкается через силовой трансформатор и заземление нейтрали, тогда как в линиях оперативный ток близок к нулю.The closest to the proposed technical essence by m is an apparatus for the selective protection against leakage networks with isolated neutral, which may be used to protect against breakage phase conductor consisting of a non-industrial control current source frequency, attached to the protected network connection through the filter. At the beginning of each protected section of the network, a local filter is installed, which is connected to a blocking filter with a notch frequency of 50 Hz, the output of which is switched on with an amplifier with an output relay [2] · This device has a low sensitivity to phase loss, since a wire break does not lead to a decrease line insulation resistance and does not cause an increase in operating current in the line. Besides, in . In networks with a grounded neutral, a significant part of the operating current is closed through the power transformer and neutral grounding, while in the lines the operating current is close to zero.

Цель изобретения - повышение чувствительности к обрыву фазного провода.The purpose of the invention is to increase the sensitivity to a phase wire break.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты воздушной линии электропередачи в сети с заземленной нейтралью . от обрыва фазного провода, содержащем источ ник оперативного тока непромышленной частоты и последовательно соединенные датчики тока, частотный фильтр, усилитель, пороговый элемент, реле и исполнительный орган, указанный источник оперативного тока непро- $ мышленной частоты подключен в конце защищаемой линии, а датчик тока выполнен в виде трансформатора тока, магнитопровод которого охватывает фазные и нулевой провода.This goal is achieved by the fact that in the device for protecting overhead power lines in a network with a grounded neutral. from a broken phase wire containing a non-industrial frequency operating current source and series-connected current sensors, a frequency filter, an amplifier, a threshold element, a relay, and an actuator, the indicated non-industrial frequency operating current source is connected at the end of the protected line, and the current sensor is made in the form of a current transformer, the magnetic circuit of which covers the phase and neutral wires.

При этом источник оперативного тока ю непромышленной частоты состоит из цепочек (последовательно соединенных диода и резистора, подключенных к каждому фазному проводу защищаемой линии.At the same time, the source of operating current and non-industrial frequency consists of chains (series-connected diode and resistor connected to each phase wire of the protected line.

Кроме того, в качестве усилителя исполь- ,5 зован резонансный усилитель, настроенный на частоту источника оперативного тока.In addition, a resonant amplifier tuned to the frequency of the operating current source was used as an amplifier.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства защиты воздушных линий 0,4 кВ от обрыва фазного провода. м The drawing shows a schematic diagram of a device for protecting overhead lines of 0.4 kV from a phase wire break. m

Силовой трансформатор 1 с помощью автоматического Выключателя 2 связан с воздушной линией, к началу которой подключен датчик 3 тока, состоящий из трансформатора тока нулевой последовательности и 25 трансреактора 4, выход которого связан с частотным фильтром 5. На выходе частотного фильтра 5 включен резонансный усилитель 6, настроенный на оперативную частоту (в приведенной схеме на 100 Гц) и связанный с пороговым элементом 7, управляющим реле 8, которое воздействует на исполнительный орган 9 катушки отключения. В конце защищаемой линии между каждой фазой и землей включен источник 10 оперативного тока, состоящий из последовательно соединенных диода 35 и резистора. Элементы 1-9 установлены в помещении трансформаторной подстанции.The power transformer 1 using an automatic switch 2 is connected to the air line, to the beginning of which is connected a current sensor 3, consisting of a zero sequence current transformer and 25 transreactor 4, the output of which is connected to the frequency filter 5. At the output of the frequency filter 5, a resonant amplifier 6 is connected, tuned to the operating frequency (in the above circuit at 100 Hz) and connected to the threshold element 7, the control relay 8, which acts on the actuator 9 of the trip coil. At the end of the protected line between each phase and ground, an operating current source 10 is included, consisting of a diode 35 and a resistor connected in series. Elements 1-9 are installed in the premises of the transformer substation.

При отсутствии обрыва провода в конце линии существует напряжение между каждой фазой и землей, которое прикладывается 40 к цепочкам 10, состоящим из последовательно соединенных диода и резистора. Через эти цепочки протекают импульсы тока, которые представляют собой отрицательные полуволны тока 50 Гц, совпадающие по фазе с напря- 45 жением той фазы, к которой подключены диод с сопротивлением. Фазные напряжения сдвигаются относительно друг друга на ±120 эл.градусов. Если импульсы тока, протекающего по фазному проводу сети и земле, 50 разложить в ряд Фурье, наибольшая амплитуда оказывается у второй гармоники. тока. Поэтому ток с частотой 100 Гц принят в качестве оперативного. Сумма мгновенных значений токов в начале линии равна нулю, поэтому 55 сигнал на оперативной частоте 100 Гц, снимаемый с датчика 3 тока, отсутствует. Следовательно, катушка реле 8 находится в обесточенном состоянии и не воздействует на исполнительный орган 9. Линия находится под напряжением.In the absence of a wire break at the end of the line, there is a voltage between each phase and ground, which is applied 40 to the circuits 10, consisting of a diode and a resistor connected in series. Through these chains occur current pulses which represent the negative half-wave current of 50 Hz, the phase matching to the stress of the phase zheniem 45 to which are connected the diode resistance. Phase voltages are shifted relative to each other by ± 120 el. Degrees. If the pulses of the current flowing through the phase wire of the network and the ground are expanded 50 in the Fourier series, the second amplitude has the largest amplitude. current. Therefore, a current with a frequency of 100 Hz is accepted as operational. The sum of the instantaneous values of the currents at the beginning of the line is zero, so there is no signal 55 at the operating frequency of 100 Hz, taken from the current sensor 3. Therefore, the relay coil 8 is in a de-energized state and does not affect the actuator 9. The line is energized.

При обрыве фазного провода, например фазы С, оперативный ток в начале линии имеет форму, определяемую действием цепочек , составляющих источник оперативного · тока и подключенных к фазам А и В.When a phase wire is broken, for example, phase C, the operating current at the beginning of the line has a shape determined by the action of the chains that make up the source of the operational current and connected to phases A and B.

При обрыве двух проводов сразу, например , фазы С и В в работе остается лишь цепочка источника оперативного тока, подключенная к фазе А.If two wires are cut off at once, for example, phases C and B, only the operating current source circuit connected to phase A remains in operation.

( Таким образом, при обрыве одного фазного провода иди двух проводов на выходе датчика 3 тока появляется одинаковой величины сигнал на оперативной частоте, который вызывает срабатывание реле 8, что приводит к срабатыванию исполнительного органа 9 и к исчезновению напряжения на линии и на оборванном проводе- . ( Thus, when one phase wire breaks, go two wires at the output of the current sensor 3, a signal of the same frequency appears at the operating frequency, which triggers the relay 8, which leads to the actuation of the actuator 9 and to the disappearance of voltage on the line and on the broken wire.

Устройство может быть использовано для защиты людей от попадания под напряжение при обрыве фазного провода в сетях с глухозаземленной нейтралью.The device can be used to protect people from being exposed to voltage when a phase wire is broken in networks with a grounded neutral.

Claims (2)

-1 Изобретение относитс  к электротезсннке Н предназначено дл  заишты возд)аиных jraнйй 0,4 кВ от обрьЁвов фазного провода, а также косвенной за1Йнты людей и сельскохо з йственных животных от пбраженн  злектрн ческнм током. Известно устройство заоштного отключенн  злектроустановкн в трехфазной сети переменного тока, состо щее Из конденсаторо образующих нулевую точасу, трехфазного выпр мительного моста, образующего вторую ну левую TO4Kyj реле,  вл ющегос  элементом сравненн  и резисторов t. Однако дл  того, чтобы отключить поврежденную линию необходима лини  св зи, по которой передаетс  импульс на отключени автомата, установленного на трансформаторно подстаждни. Это усложн ет устройство, пбвышает его стоимость. Наибол1е1е близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство Щ1Я селективной защиты от утечек сетей с изолированной нейтралью, которое может быть использовано и дл  зашиты от обрыва фазного провода, состо щее из источника оперативного тока непромыщлеиной частоты, присоединенного к защищаемой сети через фильтр присоединени . В начале каждого защищаемого участка сети устанавлнваетс  местный фильтр, который св зан с заграждающим фильтром с частотой режекщш 50 Гц, на выходе которого включен усилитель с выходным реле 2. Данное устройство имеет низкую чувствительность к обрыву фазы, так как провода не приводат к сннженню сопротивлени  изол ции линии и не вызывает увеличени  оперативного тока в линии. Кроме того, в . сет х с глухозаземленной нейтралью вначйтельна  часть оперативного тока замыкаетс  через снловой трансформатор и заземление нейтрали, тогда как в лини х оперативный ток близок к нулю. Цель изобретени  - повыщение чувствительности к обрыву фазного провода. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  защиты воздущной лииии электропередачи в сети с заземленной нейтралью от обрыва фазного провода, содержащем источ39 ник оперативного тока непромьпилениой частоты и последовательно соединенные датчики тока, частотный фильтр, усилитель, пороговый элемент, реле и исполнительный орган, указанный источник оперативного тока непромышленной частоты подключен в конце защищаемой линин, а датчик тока выполнен в виде трансформатора тока, магнитопровод которого охватывает фазные и нулевой провода. При этом источник оперативного тока непромышленной частоты состоит из цепочек последовательно соединенных диода и резистора , подключенных к каждому фазному проводу защищаемой линии. Кроме того, в качестве усилител  использован резонансный усилитель, настроенньш на частоту нсточника оперативного тока. На чертеже изображена принципиальна  схема устройства защиты воздушных линий 0,4 кВ от обрыва фазного провода. Силовой трансформатор 1 с помощью автоматического Ьыключател  2 св зан с воздушной линией, к началу которой подклю чен датчик 3 тока, состо щий из трансформатора тока нулевой последовательности и трансреактора 4, выход которого св зан с частотным фильтром 5. На выходе частотного фильтра 5 включен резонансный усилитель 6, настроенный на оперативную частоту (в приведенной схеме на 100 Гц) и св занный с пороговым элементом 7, управл ющим реле 8 которое воздействует на исполнительный орган 9 катущки отключени . В конце защищае мой линии между каждой фазой и землей включен источник 10 оперативного тока, сост  щий из последовательно соединенных диода и резистора. Элементы 1-9 установлены в помещении трансформаторной подстанции. При отсутствии обрыва провода в конце линии существует цаПр жение между каждой фазой и землей, которое прикладываетс  к цепочкам 10, состо щим из последовательно соединенных диода и резистора. Через зти цепочки протекают импульсы тока, которые представл ют собой отрицательные полуволны тока 50 Гц, совпадающие по фазе с напр жением той фазы, к которой подключены диод с сопротивлением. Фазные напр жени  сдвигаютс  относительно друг друга на ±120 зл.градусов. Если импульсы тока, протекающего по фазному проводу сети и земле, разложить в р д Фурье, наибольша  амплитуд оказываетс  у второй гармоники, тока. Поэто му ток с частотой 100 Гц прин т в качестве оперативного. Сумма мгновенных значений токов в начале линии равна нулю, поэтому сигнал на оперативной частоте 100 Гц, снима емый с датчика 3 тока, отсутствует. Следовательно , катушка реле 8 находитс  в обесточенном состо нии и не воздействует на исполнительный орган 9. Лини  находитс  под напр жением . При обрыве фазного провода, например фазы С, оперативный ток в начале линии имеет форму, определ емую действием цепочек , составл ющих источник оперативного тока и подключенных к фазам А и В. При обрыве двух проводов сразу, например , фазы С и В в работе остаетс  лишь цепочка источника оперативного тока, подключенна  к фазе А. Таким образом, при обрыве одного фазного провода иди двух проводов на выходе датчика 3 тока по вл етс  одинаковой величины сигнал на оперативной частоте, который вызывает срабатывание реле 8, что приводит к срабатывашио исполнительного органа 9 и к исчезновению напр жени  на лшши и на оборванном проводе. . Устройство может быть использовано дл  защиты людей от попадани  под напр жение при обрыве фазного провода в сет х с глухозаземленной нейтралью. Формула изобретени  1.Устройство дл  защиты воздушной линии электропередачи от обрыва фазного провода, содержащее источник оперативного тока непромышленной частоты и последовательно соединенные датчик тока, частотный фильтр, усилитель, пороговый элемент, реле и исполнительный орган, о т. л и 4 а ю щ е е с   тем, 4TOj с целью повышени  чувствительности, указаннь1Й источник оперативного тока непромышленной частоты подключен в конце защищаемой линии, а датчик тока выполнен в виде трансформатора тока, магнитопровод которого охватывает фазные и нулевой провода. 2.Устройство по п. 1, отличающее с   тем, что источник оперативного тока непромышленной частоты состоит из цепочек последовательно соединенных диода и резистора , подключенных к каждому фазному проводу защищаемой линии. 3.Устройство по п. 1, отличаю щ е е с   тем, что в качестве усилител  использован, резонансный усилитель , настроенный на частоту источника оперативного тока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 583504, кл. Н 02 Н 3/16, 1977. -1 The invention relates to an electrical equipment H intended for the protection of 0.4 kilovolts from a phase conductor, as well as indirect charging of people and farm animals from a positive electric current. It is known that the device is disconnected electrically installed in a three-phase AC network consisting of a capacitor forming a zero point, a three-phase rectifying bridge forming a second zero TO4Kyj relay comparing the element and resistors t. However, in order to disconnect a damaged line, a communication link is required, through which a pulse is transmitted to switch off the machine installed on the transformer substation. This complicates the device, higher its cost. The closest to that proposed by the technical nature is the device ShchIya of selective protection against leakage of networks with insulated neutral, which can also be used for protection against breakage of the phase wire, consisting of a source of operating current of non-frequency bandwidth, connected to the protected network through an attachment filter. At the beginning of each protected area of the network, a local filter is installed, which is connected to a rejection filter with a frequency of 50 Hz, which is connected to an amplifier with an output relay 2. This device has a low sensitivity to phase failure, since the wires do not lead to a reduced insulation resistance line and does not cause an increase in the operational current in the line. Besides, in . nets with a low-grounded neutral in the primary part of the operating current is closed through the transformer and the neutral ground, whereas in the lines the operating current is close to zero. The purpose of the invention is to increase the sensitivity to breakage of the phase wire. This goal is achieved by the fact that in the device for protection of air line power transmission in a network with a grounded neutral from breakage of a phase wire containing a source of non-slip current operating current and series-connected current sensors, frequency filter, amplifier, threshold element, relay and actuator specified the source of the operational current of the non-industrial frequency is connected at the end of the protected linin, and the current sensor is made in the form of a current transformer, the magnetic circuit of which covers the phase and zero th wire. At the same time, the source of operational current of the non-industrial frequency consists of chains of series-connected diode and a resistor connected to each phase wire of the protected line. In addition, a resonant amplifier tuned to the frequency of the operating-current source voltage was used as the amplifier. The drawing shows a schematic diagram of the device for protection of overhead lines of 0.4 kV from a broken phase wire. The power transformer 1 is connected via an automatic L switch 2 to an overhead line, to the top of which a current sensor 3 is connected, consisting of a zero-sequence current transformer and a transreactor 4, the output of which is connected to a frequency filter 5. A frequency filter 5 is turned on at the output of the frequency filter 5 an amplifier 6 tuned to an operational frequency (in the present scheme at 100 Hz) and associated with a threshold element 7 controlling a relay 8 that acts on the actuator 9 of the cut-off coil. At the end of the protected line between each phase and ground, the source 10 of the operating current, consisting of a series-connected diode and a resistor, is turned on. Elements 1-9 are installed in the transformer substation room. In the absence of a wire break at the end of the line, there is a voltage between each phase and ground that is applied to the strings 10, consisting of a series-connected diode and a resistor. Through these chains, current pulses flow, which are the negative half-waves of a current of 50 Hz, which coincide in phase with the voltage of the phase to which the diode with a resistance is connected. The phase voltages are shifted relative to each other by ± 120 zl.h. If the current pulses flowing through the phase conductor of the network and the earth are expanded in a Fourier series, the amplitude is greatest at the second harmonic, the current. Therefore, a frequency of 100 Hz was adopted as operational. The sum of the instantaneous values of the currents at the beginning of the line is zero, therefore the signal at the operating frequency of 100 Hz, taken from current sensor 3, is absent. Consequently, the coil of the relay 8 is in a de-energized state and does not act on the actuator 9. The line is under voltage. When a phase wire is broken, for example, phase C, the operating current at the beginning of the line has the form determined by the action of the chains that make up the source of operational current and connected to phases A and B. If two wires are broken at once, for example, phases C and B remain in operation only a chain of the operating current source connected to phase A. Thus, if one phase wire breaks, the two wires at the output of current sensor 3 appear of the same magnitude at the operating frequency, which triggers relay 8, which causes uo executive body 9 and to the disappearance of voltage on lshshi and broken wires. . The device can be used to protect people from falling under voltage when a phase wire is broken in networks with a dead earthed neutral. Claim 1. A device for protecting an overhead power line from a phase wire break containing a source of operational current of non-industrial frequency and a series-connected current sensor, frequency filter, amplifier, threshold element, relay and actuator, t. In order to increase the sensitivity, 4TOj, the indicated source of operational current of non-industrial frequency is connected at the end of the protected line, and the current sensor is designed as a current transformer whose magnetic circuit covers phase and zero wire. 2. The device according to claim 1, characterized in that the source of operating current of non-industrial frequency consists of a chain of series-connected diode and a resistor connected to each phase conductor of the protected line. 3. The device according to claim 1, differs from the fact that a resonant amplifier tuned to the frequency of the operating current source is used as the amplifier. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate N 583504, cl. H 02 H 3/16, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР N 180238, кл. Н 02 Н 3/17, 1965.2. USSR author's certificate N 180238, cl. H 02 H 3/17, 1965.
SU802928145A 1980-05-22 1980-05-22 Device for phase wire break protection of overhead power transmission line SU997164A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802928145A SU997164A1 (en) 1980-05-22 1980-05-22 Device for phase wire break protection of overhead power transmission line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802928145A SU997164A1 (en) 1980-05-22 1980-05-22 Device for phase wire break protection of overhead power transmission line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU997164A1 true SU997164A1 (en) 1983-02-15

Family

ID=20897141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802928145A SU997164A1 (en) 1980-05-22 1980-05-22 Device for phase wire break protection of overhead power transmission line

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU997164A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4082962A (en) Device for melting the icing by direct current on conductors of overhead power transmission line
CA2321103C (en) Zone arc fault detection
US4068276A (en) Protective system for electrical appliances
US4119866A (en) High voltage electrical network with DC ice-melting device and current return through ground
US3895263A (en) Grounded neutral detector drive circuit for two pole ground fault interrupter
CA1161104A (en) Personnel protection circuit
US3895264A (en) Ground connection monitoring apparatus for mobile machines
Shipp et al. Characteristics of different power systems grounding techniques: Fact and fiction
US4796147A (en) Method for detecting voltage losses in a low voltage distribution system
SU997164A1 (en) Device for phase wire break protection of overhead power transmission line
US4525764A (en) System for disconnecting an electrical power source from a load
US3419756A (en) Ground fault responsive system for electric power distribution apparatus
US3852641A (en) Protective system for mobile electric power apparatus
CA1063222A (en) Current differential fault detection circuit
CA1101062A (en) Series capacitor system with force firing of protective bypass device
Novak et al. Sensitive ground-fault relaying
GB2177560A (en) A fault-current protective switch for a c and d c fault currents without energy storage
US2276150A (en) Pilot wire supervision
US3308346A (en) Ground cable continuity check circuit
SU657514A1 (en) Device for protection of humans against electric shock
CA2109261C (en) Filled copper monitoring system
SU746329A1 (en) Apparatus for automatic monitoring of grounding circuit resistance in moving alternating-current machines
SU803079A1 (en) Device for monitoring electric mains incomplete operating modes
SU1480001A1 (en) Device for detection of single-phase partial ground in three-phase network with insulated neutral
US2303429A (en) Pilot-wire protective relaying apparatus