UA118952C2 - Виявлення напрямку замикання в мережі, зокрема в заземленій системі з компенсованою або ізольованою нейтраллю - Google Patents
Виявлення напрямку замикання в мережі, зокрема в заземленій системі з компенсованою або ізольованою нейтраллю Download PDFInfo
- Publication number
- UA118952C2 UA118952C2 UAA201314200A UAA201314200A UA118952C2 UA 118952 C2 UA118952 C2 UA 118952C2 UA A201314200 A UAA201314200 A UA A201314200A UA A201314200 A UAA201314200 A UA A201314200A UA 118952 C2 UA118952 C2 UA 118952C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- zero
- voltage
- current
- sequence
- module
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 title abstract description 32
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims description 10
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 6
- ZAKOWWREFLAJOT-CEFNRUSXSA-N D-alpha-tocopherylacetate Chemical compound CC(=O)OC1=C(C)C(C)=C2O[C@@](CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C ZAKOWWREFLAJOT-CEFNRUSXSA-N 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 244000309464 bull Species 0.000 claims 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 6
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- HWYRKZDETMXFKE-QORCZRPOSA-N CC(C)[C@@H](C(=O)N[C@@H](CC1CCCCC1)C(=O)N[C@@H](C[C@@H]2CCNC2=O)C=O)NC(=O)OCC3=CC=CC=C3 Chemical compound CC(C)[C@@H](C(=O)N[C@@H](CC1CCCCC1)C(=O)N[C@@H](C[C@@H]2CCNC2=O)C=O)NC(=O)OCC3=CC=CC=C3 HWYRKZDETMXFKE-QORCZRPOSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- IJJWOSAXNHWBPR-HUBLWGQQSA-N 5-[(3as,4s,6ar)-2-oxo-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrothieno[3,4-d]imidazol-4-yl]-n-(6-hydrazinyl-6-oxohexyl)pentanamide Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)NCCCCCC(=O)NN)SC[C@@H]21 IJJWOSAXNHWBPR-HUBLWGQQSA-N 0.000 description 1
- 244000208874 Althaea officinalis Species 0.000 description 1
- 235000006576 Althaea officinalis Nutrition 0.000 description 1
- 108700042658 GAP-43 Proteins 0.000 description 1
- 230000005697 Pockels effect Effects 0.000 description 1
- 241000159610 Roya <green alga> Species 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 210000004268 dentin Anatomy 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 235000001035 marshmallow Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/38—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to both voltage and current; responsive to phase angle between voltage and current
- H02H3/385—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to both voltage and current; responsive to phase angle between voltage and current using at least one homopolar quantity
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/42—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to product of voltage and current
- H02H3/422—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to product of voltage and current using homopolar quantities
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
В енергетичній системі середньої напруги, зокрема з компенсованою нейтраллю та/або ізольованою нейтраллю, визначення місцезнаходження однофазного замикання за винаходом ґрунтується на: виявленні замикання за зміною напруги (V0) нульової послідовності; визначенні спрямованості замикання на основі різниці фаз, зокрема за допомогою кута або знака добутку, між похідною (dI0/dt) струму нульової послідовності та напругою (V0) нульової послідовності у режимі тривалого замикання. Це рішення, зокрема, уможливлює виявлення з невеликою частотою дискретизації.
Description
І - шої досанннях що
Ж ун жи ооо джин БО дпккюу КО йо І: те ІК и Й Гак ік В фе ОО Б
Зефір З факс ШЕ до С ха З ї косе ; Й Е дИдош К хи В солях кА Е:
ЗА. в: кошики Я ШІ но Я ШЕ ее з ши в М т --е она ; Е
К почевдх хх й (У Х ї КУ й ї
ЯК дя КА 5 бах Хо Ах хв З І що й ША вк Я В тав Ел Н ї Е а НК дентин ших ЗКУ ї І ІЗ
Х ;З З ; Е ж З: : І - зак ШЕ А Е їх Ж ї Е З А
ЯВКУ стін фея і : ї ї ї І ї 4 К ; ї у ї ! ї ї до фену К п
ХХ: х Е в. : Е: Я КУ З В
ЕЕ ЕВ її і ї ї СЛУК В родні с У ЗМІ 5 щвоюй Е ї КУ з КЗ Я й пе КО зве і Н ї ЖЕ ї
Ка ке дн де нок ША А ХА хо тетт : і Е З
Канн ! х Н ї ї ї Ж ЖЕ ; ссьсьсьсьсьсь се, т Ж х Я ; етевретеек Ж.уднееею БЕЗ, ш А З ; й х. пень з ве Во В - білі Її х х
Шен ИН МЕ ве на ШЕ !
Боке Х Уе ГКУ ж. су хх ї ЕЗ ї с зфоетннн-- ВЕ са » 4 ІЗ Ж ЕЗ
Б Вик ї - ї Ж Ж Я й є З ї й и Мр х х ї
ЯЖМЕХ спі й Ж СКУ йе З вл Ж Ж Я
ТК хе ь і ГЕ УА я дян ние я ї : я я их КЕ ле шк Ї
ОЗ ечнв, нн В її : Е зак Я ВІ х І ї
Кос ннннннх КИ з и: ше «2 бок В. 17. Ж «Ж тої жк 7 І: ї її зазкеехт КУ 7 Сх ЕН ІЗ зжомкохякї їх Ходи Ж ЩЕ - Бо Шов юю роя с ів: вк ї о
У шк ОВО дже фвьжх ї х Її т дахом Б у схалликя сижижжя сижижижлктжи ї а Кк в Її
Ї окжжжжжлжжжжкя З ї ІРО Е
Як ід ї 3 Тв ЗМК СЕ Коко енер їх Мер кт хх
Жензяжній на ж ЖЕО:
Яка о А сесоюся й «З
ЗЕ х
Фіг. 4
Цей винахід стосується виявлення напрямку замикання на землю, зокрема, в енергетичній системі з компенсованою нейтраллю, та в окремому випадку - з ізольованою нейтраллю.
Зокрема, цей винахід стосується способу виявлення замикання на землю в енергетичній системі, який також уможливлює виявлення того чи замикання знаходиться з боку лінії, чи з боку навантаження відносно місця виявлення. Спосіб за винаходом грунтується на аналізі сигналу в сталому режимі роботи після трапляння замикання.
За іншим аспектом цей винахід стосується пристрою виявлення напрямку замикання на землю, здатного здійснити зазначений вище спосіб. Зокрема, цей пристрій виявлення напрямку замикання на землю включає в себе засоби для інтерпретації сигналів струму та напруги після перехідних процесів, викликаних замиканням, для виявлення відносного розташування замикання.
Нарешті, цей винахід стосується пристрою вказування замикання та реле відключення, які включають в себе датчики струму та напруги нульової послідовності енергетичної системи та надають згаданому вище пристрою виявлення напрямку замикання на землю сигнали, які забезпечують індикацію, наприклад за допомогою покажчика, або розмикання комутаційного пристрою енергетичної системи.
Пристрої виявлення замикань у трифазних енергетичних системах забезпечують спрацьовування захисту навантаження та/або надання допомоги у місці замикання. Наприклад,
Фіг. 1 являє собою електричну схему електророзподільної енергетичної системи 1 середньої напруги, яка включає в себе трифазний трансформатор 2 з вторинною обмоткою, яка може включати в себе спільний нульовий вивід, як правило, заземлений через опір З (у випадку енергетичної системи з ізольованою нейтраллю фізичне з'єднання між нейтральною точкою енергетичної системи та землею відсутнє). Вторинна обмотка, крім того, з'єднана з основною розподільною лінією, яка забезпечує електроенергією лінії 4, 4", 4" живлення, деякі з яких можуть включати в себе розмикач ланцюга вхідної лінії або інший комутаційний пристрій 5, який здійснює їх захист.
Лінії 4, 4", 4" живлення, які складаються з повітряних ліній та/або підземних кабелів, можуть зазнавати дії різних замикань, які важливо виявити та визначити їх місцезнаходження для того, щоб подолати створені ними проблеми: переривання електроживлення, погіршення
Зо характеристик опору ізолювального обладнання, не кажучи вже про безпеку людей. Пристрій 6 виявлення замикань, встановлений на лінії 4" живлення або на ділянках лінії 4, може діяти як покажчик напрямку замикання, запалюючи, наприклад, світловий покажчик 7. Пристрій 6, крім того, може бути зв'язаним з реле 8 захисту (або вбудованим в нього), яке виконане з можливістю ініціювати розмикання контактів розмикача 5 ланцюга.
Серед таких замикань найчастішими є однофазні замикання, які трапляються за межами підстанції джерела живлення, та за яких має місце контакт фази з землею або обривання підвісного кабелю, зокрема, у випадку суворих погодних умов. Однак між лінійними проводами 4 та землею, зокрема, якщо лінії 4 живлення є підземними кабелями, можуть виникнути високі значення 9 ємності, що спричинює протікання великих струмів ою нульової послідовності у випадку замикання 10 на землю. Щоб уникнути помилкового виявлення замикання на землю пристроєм 6 виявлення замикань, викликаного несправною роботою сусідньої лінії живлення внаслідок ємнісного зв'язку 9, були розроблені пристрої та способи для розрізнення того, чи замикання 10 знаходиться з боку навантаження від пристрою 6; виявлення замикань, чи з боку лінії від пристрою бін.
Крім того, заземлення З вторинної обмотки трансформатора 2 само по собі може мати здатність обмежувати амплітуду замикання 10 на землю. У розподільних енергетичних системах середньої напруги резистивним замиканням на землю (або чутливим замиканням на землю) називають випадок, коли рівень струму замикання є низьким (і тому складним для виявлення) або внаслідок того, що опір в місці замикання є високим, або тому, що заземлення З нейтралі на рівні трансформатора підстанції джерела живлення обмежує струм замикання (у випадку наявності, наприклад, компенсаційної котушки або ізольованої нейтралі), або внаслідок резистивних властивостей самої землі. Для виявлення цих дуже резистивних замикань (чутливих замикань на землю) необхідно здійснювати тонкіші вимірювання струму.
В документах ЕР 1 475 874, ЕР 1 890 165, ЕВ 2 936 319 або МО 2006/136520 запропоновані пристрої та способи для виявлення замикань на землю та визначення напрямку їх місцезнаходження, які, однак, покладаються на значну дискретизацію сигналів протягом перехідного періоду при замиканні. В документі ЕВ 2 936 378, у свою чергу, запропонований спосіб визначення, що не застосовує значну дискретизацію, який, втім, є не придатним для триполюсних кабелів за умови, що значення сили струму кожної з фаз невідомі. Крім того, в усіх бо випадках визначення наявності замикання 10 грунтується на виявленні надмірних струмів у щонайменше одній фазі енергетичної системи 1 протягом певної мінімальної тривалості замикання, і такий спосіб виявлення може бути непридатним для чутливих замикань на землю, або у випадку енергетичних систем з компенсованою або ізольованою нейтраллю. Таким чином, є потреба в оптимізації пристроїв виявлення замикань.
Серед інших переваг цей винахід має на меті зменшити недоліки існуючих пристроїв та способів виявлення напрямку замикання на землю. Зокрема, реалізований принцип виявлення напрямку грунтується на аналізі параметрів струму нульової послідовності в сталому режимі роботи після замикання, при цьому цей принцип залишається придатним для енергетичних систем з компенсованою та/або ізольованою нейтраллю та не потребує значної дискретизації відповідних сигналів (як правило, достатньою є частота дискретизації до 1 кГц, наприклад, приблизно 500 або 600 Гц), що уможливлює його реалізацію в обладнанні, яке не має великих обсягів пам'яті на програмному та/або апаратному рівні.
За одним зі своїх аспектів цей винахід стосується способу виявлення напрямку замикання на землю у багатофазній енергетичній системі, зокрема, з компенсованою або ізольованою нейтраллю, в якому використовують сигнали, які характеризують напругу та похідну струму нульової послідовності цієї енергетичної системи, та оцінюють різницю фаз між цими двома сигналами, зокрема, шляхом порівняння її з п, після того, як спосіб було ініційовано після отримання сигналу, який вказує на трапляння замикання на землю. Спосіб за винаходом за варіантом, якому віддається перевага, включає попередній етап генерування згаданого сигналу, який вказує на трапляння замикання, причому цей етап включає одержання сигналу, що характеризує напругу нульової послідовності енергетичної системи, та порівняння цього сигналу з певним граничним значенням. Якщо цей етап заплановано, то сигнал, що характеризує напругу нульової послідовності, після цього може також бути використаний для виявлення напрямку.
Таким чином, спосіб за цим винаходом включає одержання сигналів, які характеризують напругу нульової послідовності та, відповідно, похідну за часом струму нульової послідовності, які можуть бути отримані шляхом безпосередньої обробки відповідних сигналів, наданих передбаченими для цього датчиками, або за допомогою розрахунку згаданих сигналів зі значень напруги та, відповідно, струму, отриманих для кожної фази енергетичної системи. За
Зо варіантом, якому віддається перевага, ці сигнали фільтрують та/або виконують дискретизацію цих сигналів з частотою до 1 кГц, зокрема, з частотою приблизно 600 Гц.
Для оцінки різниці фаз зазначених двох сигналів спосіб може включати визначення кута між сигналами, які характеризують напругу та похідну струму нульової послідовності, та за варіантом, якому віддається перевага, визначення доповнювального кута, який доповнює цей кут між сигналами до 180". Кут, визначений таким чином, порівнюють з фіксованим параметром, зокрема, з кутовим діапазоном з центром на 180", що еквівалентно порівнянню доповнювального кута з певним граничним значенням. Залежно від результату порівняння, спосіб за цим варіантом здійснення винаходу вказує чи замикання знаходиться з боку лінії, чи з боку навантаження від місця, де отримують згадані сигнали; зокрема, якщо цей кут близький до 180", то вважають, що замикання знаходиться з боку лінії.
У випадку системи з ізольованою нейтраллю, в якій різниця фаз сигналів, які представляють напругу та похідну струму нульової послідовності, становить 0" або 180", спосіб за варіантом, якому віддається перевага, включає визначення знака добутку сигналів, які характеризують напругу та похідну струму нульової послідовності, для того, щоб вказати чи замикання знаходиться з боку лінії, чи з боку навантаження від місця, де отримують згадані сигнали.
Зокрема, спосіб за цим варіантом здійснення винаходу включає обчислення добутку сигналів, які характеризують напругу та похідну струму нульової послідовності, та порівняння цього добутку з нулем: якщо добуток є негативним, то вважають, що замикання знаходиться з боку лінії.
За варіантом здійснення способу за винаходом, якому віддається перевага, згаданий спосіб виявлення напрямку пов'язаний з приведенням у дію комутаційного пристрою з метою ізолювання ділянку від місця, з боку навантаження від якого виявлено замикання.
Ще однією задачею цього винаходу є створення пристрою виявлення напрямку замикання на землю, який є придатним для багатофазної енергетичної системи середньої напруги та, зокрема, для випадків, коли енергетична система має компенсовану або ізольовану нейтраль.
Пристрій виявлення напрямку замикання на землю за цим винаходом може бути зв'язаним з датчиками струму та напруги, до яких забезпечене надходження відповідних сигналів, що характеризують ці параметри. Пристрій виявлення напрямку замикання на землю також може утворювати частину покажчика напрямку замикання, наприклад, шляхом активації засобів бо попередження типу "світловий покажчик" у разі виявлення замикання з боку навантаження від датчиків. У варіанті здійснення, якому віддається особлива перевага, пристрій виявлення напрямку замикання на землю за цим винаходом зв'язаний з реле захисту лінії, при цьому засоби попередження зумовлюють приведення у дію комутаційного пристрою лінії, забезпечуючи ізолювання ділянки, на якій виявлено замикання.
Пристрій за цим винаходом включає в себе перший модуль, виконаний з можливістю надавати сигнал, який характеризує напругу нульової послідовності енергетичної системи.
Перший модуль за варіантом, якому віддається перевага, включає в себе засоби для прийому сигналу, який характеризує напругу кожної з фаз, та засоби підсумовування для надання згаданої напруги нульової послідовності. Перший модуль може включати в себе засоби дискретизації, зокрема, з частотою до 1 кГц, та/або засоби фільтрації, такі як аналоговий фільтр.
Пристрій за цим винаходом включає в себе другий модуль, виконаний з можливістю надавати сигнал, який характеризує похідну за часом струму нульової послідовності. Другий модуль за варіантом, якому віддається перевага, включає в себе засоби для прийому сигналу, який характеризує струм нульової послідовності, та блок диференціювання. Засоби для прийому сигналу, який характеризує струм нульової послідовності, можуть включати в себе засоби для прийому сигналу, який представляє струм кожної з фаз, та засоби підсумовування для надання згаданого струму нульової послідовності. Другий модуль може включати в себе засоби дискретизації, зокрема, з частотою до 1 кГц, та/або засоби фільтрації, такі як аналоговий фільтр.
Пристрій за цим винаходом також включає в себе засоби для активації згаданого другого модуля за сигналом виявлення замикання. Пристрій за варіантом, якому віддається перевага, включає в себе засоби для надання згаданого сигналу виявлення замикання, з'єднані з першим модулем, які включають в себе блок порівняння сигналу, який характеризує напругу нульової послідовності, з певним граничним рівнем виявлення.
Нарешті, пристрій за цим винаходом включає в себе модуль визначення місцезнаходження, з'єднаний з першим та другим модулями, який включає в себе засоби для оцінки, відносно т, різниці фаз напруги нульової послідовності та похідної струму нульової послідовності. Зокрема, засоби для оцінки різниці фаз включають в себе засоби для визначення кута між напругою
Зо нульової послідовності та похідною струму нульової послідовності та засоби для порівняння згаданого кута з певним заданим параметром, який являє собою, зокрема, діапазон значень з центром на 180". Цей пристрій за варіантом, якому віддається перевага, включає в себе засоби для визначення доповнювального кута, який доповнює згаданий кут до 180", і засоби порівняння, які виконані з можливістю порівняння згаданого доповнювального кута з певним граничним значенням. У випадку, якщо енергетична система являє собою систему з ізольованою нейтраллю, засоби для оцінки різниці фаз можуть бути спрощені та включати в себе засоби для визначення знака добутку напруги нульової послідовності та похідної струму нульової послідовності; за варіантом, якому віддається перевага - засоби для обчислення згаданого добутку та засоби для порівняння цього добутку з нулем.
Інші переваги та особливості винаходу стануть більш зрозумілими з наступного опису конкретних варіантів здійснення цього винаходу, наданих лише в ілюстративних цілях у вигляді прикладів, які жодним чином не обмежують обсяг цього винаходу, та представлених на фігурах, що додаються.
На фіг. 1, яку було вже описано, показана електроенергетична система, в якій можуть бути застосовані пристрої виявлення замикання на землю.
На Фіг. 2А схематично показані відфільтровані сигнали, які характеризують силу струму, похідну струму нульової послідовності та значення напруги, а також відносний кут, коли трапляється замикання на землю, відповідно, з боку навантаження та з боку лінії від пристрою виявлення; на Фіг. 28 проілюстрований окремий випадок енергетичної системи з ізольованою нейтраллю.
На Фіг. З проілюстрований спосіб виявлення за варіантом здійснення винаходу, якому віддається перевага.
На Фіг. 4 показана функціональна схема пристрою виявлення замикання на землю за варіантом здійснення винаходу, якому віддається перевага.
Винахід буде описаний для випадку збалансованої трифазної енергетичної системи 1 з компенсованою або ізольованою нейтраллю, в якій кожна лінія 4, 4", 4" включає в себе три підземних фазних проводи 445, 4в, 4с, вторинна обмотка трансформатора 2 заземлена за допомогою котушки З Петерсена або не під'єднана до неї (відсутність опору З на Фіг. 1), і струм
Ім нульової послідовності дорівнює нулю при відсутності замикання. Під струмом Іо нульової бо послідовності розуміють, в межах можливої трикратної величини, векторну суму струмів різних фаз або струм, відповідний миттєвій результуючий фазних струмів, який іноді називають залишковим струмом та який може відповідати струму замикання на землю або струму витоку.
Слід зазначити, що можливі відхилення від цієї ситуації, зокрема можлива наявність ненульових значень струму/напруги нульової послідовності, енергетична система може включати в себе іншу кількість фаз; крім того, система нейтралі може не бути компенсованою.
Коли на одній із фаз відбувається замикання 10 на землю, струм цієї фази в ідеальній ситуації стає нульовим з боку навантаження від замикання 10 та спостерігається збільшення його амплітуди з боку лінії: тому існує можливість появи струму Іо та напруги Мо нульової послідовності з боку навантаження від замикання 10. Однак, як показано на Фіг. 2А, через ємнісне з'єднання 9 може спостерігатися часта поява струму також з боку лінії від замикання.
Крім того, після дуже короткого перехідного періоду тривалістю приблизно від 20 мс до 40 мс компенсаційна котушка З нейтральної точки швидко зменшує струм Іо замикання до пікового значення менше 30 А, тобто до максимального синусоїдального значення (ВМ5) менше 20 А, виявлення цього значення може бути важкою задачею. Зокрема, якщо компенсація енергетичної системи є досить ефективною, то перехідний період є занадто коротким для надійного виявлення, та у сталому режимі роботи струм Іо нульової послідовності залишається дуже незначним з боку лінії або з боку навантаження. Виявлення замикання 10 потребує порівняння з дуже низьким граничним значенням, що призводить до помилково-позитивних результатів, або замикання 10 просто не визначається захисними елементами 6, 8.
У показаному на Фіг. 28 випадку ізольованої нейтралі відбувається те саме явище, з перехідним струмом, який зміг досягти пікового значення 170 А, але протягом занадто короткого для надійного виявлення часу. Тільки ємнісні струми, які протікають потім внаслідок ємності проводів, тобто які становлять приблизно від 2 А/км до 4 А/км для підземних кабелів та 0,08
А/км для повітряних ліній, створюють струм Іо нульової послідовності, пікове значення якого також становить менше 30 А.
Слід зазначити, що в обох випадках напруга М, в свою чергу, після замикання 10 залишається значною, оскільки компенсація, яку забезпечує котушка 3, не є досконалою, а ізоляція нейтралі не впливає на напругу У. На практиці, після закінчення перехідного періоду та перед спрацьовуванням захисту 8 з боку лінії від лінії 4 живлення, ця напруга залишається на
Зо рівні приблизно декількох кіловольт (щонайменше 20 95 лінійної напруги), тобто достатньою для виявлення в сталому режимі роботи. Таким чином, у винаході пропонується використовувати вимірювання напруги Мо нульової послідовності для виявлення ОЮ замикання на землю шляхом порівняння значення цієї напруги з граничним значенням 5о. Напруга Мо нульової послідовності може бути виміряна безпосередньо, за допомогою відповідного датчика 12, або розрахована за результатами вимірювання фазних напруг Ма, Мв, Мс, яке при цьому виконують за допомогою пристрою захисту типу МРІ5 (система вказування наявності напруги), розташованого на трансформаторі 2.
Крім того, хоча після замикання 10 у сталому режимі роботи струм Іо нульової послідовності є дуже незначним, у винаході пропонується використовувати цей етап для визначення відносного місцезнаходження замикання 10. На фігурах 2 фактично також показано, що після перехідних явищ різниця фаз між напругою та струмом відрізняється в залежності від того, чи замикання знаходиться з боку лінії, чи з боку навантаження від місця виявлення. Іо випереджає по фазі Мо на п/2 з боку навантаження від замикання 10, тоді як з боку лінії різниця фаз відрізняється від п/2. Відповідно до цього винаходу застосовують обробку даних, які мають відношення до напруги Мо та струму Іо нульової послідовності, виявлених відповідними датчиками 14 у сталому режимі роботи.
Зокрема, у винаході використовують сигнал, який відповідає похідній аІо/4ї струму нульової послідовності у після перехідному режимі роботи, що уможливлює: - "збільшення" сигналу Іо, який має малу амплітуду (внаслідок компенсації котушкою З нейтральної точки, або створеного лише протіканням ємнісних струмів внаслідок системи ізольованої нейтралі), шляхом множення його на кільцевий імпульс енергетичної системи 1, для кращого сприйняття; - визначення положення цього сигналу аІо/4ї безпосередньо по відношенню до осі напруги
Мо нульової послідовності: лише у випадку замикання з боку лінії ці два значення знаходяться на тій же осі; похибки різниці фаз, внесені датчиками 12, 14, не враховують.
Для випадку ізольованої нейтралі на Фіг. 28 також показано, що Іо відстає по фазі на п/2 з боку лінії від замикання 10. Тоді стає можливим визначити положення сигналу ао/сї безпосередньо по відношенню до напруги Мо нульової послідовності: внаслідок зсуву на 90", внесеного диференціюванням, в залежності від того чи замикання знаходиться з боку лінії, чи з 60 боку навантаження, два сигнали ао/аї та Мо знаходяться у фазі або у протифазі. З урахуванням для цього випадку невеликого зсуву фаз, зумовленого датчиками дбо неточностями ланцюгів - х-- вимірювання, ця ситуація відповідає зміні знака добутку ба двох сигналів, що можна легко визначити на практиці.
Завдяки здійсненню виявлення у сталому режимі роботи уможливлюється застосування дискретизації з більш низькою частотою, зокрема, з частотою до 1 кГц, наприклад, 12 точок на період (що відповідає частоті дискретизації Теен-600 Гу для енергетичної системи 1 з частотою
Б-50 Гц), що полегшує обчислення та зменшує вартість устаткування порівняно з високочастотною дискретизацією (як правило, від 2500 Гу до 3000 Гц), яка необхідна для вимірювань у перехідному режимі роботи на початку замикання 10.
Таким чином, у схематично показаному на Фіг. З способі за варіантом здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, на першому етапі отримують сигнал, який характеризує напругу Мо нульової послідовності та за варіантом, якому віддається перевага, являє собою відфільтрований сигнал Мо. Отримання цього сигналу може здійснюватись безпосередньо через призначений для цього датчик 12 або засобами підсумовування трьох значень фазних напруг МА, Мв, Мс, сигнали Маг, Мв', Ме" яких за варіантом, якому віддається перевага, також є відфільтрованими та підданими дискретизації. Сигнал напруги нульової послідовності порівнюють з граничним значенням бо. Якщо це граничне значення не перевищене, то вважають, що замикання 10 відсутнє на лінії 4, та не приводять у дію спосіб визначення місцезнаходження; в іншому випадку замикання 10 вважають виявленим ("0").
Крім того, що будь-які прийнятні засоби можуть забезпечити індикацію виявлення замикання, після виявлення замикання 10 визначають похідну за часом сигналів, які характеризують фазні струми Іл, Ів, Іс, наприклад, шляхом програмного або апаратного диференціювання сигналів, наданих датчиками 14А, 14В, 14С струму. За варіантом, якому віддається перевага, сигнали, які характеризують похідні струмів, відфільтровують та піддають дискретизації, порядок виконання цих етапів може відрізнятися від зазначеного (наприклад, фільтрування може бути здійснене перед дискретизацією). Ці три сигнали підсумовують так, щоб отримати сигнал, який характеризує похідну аІоб/аї відфільтрованого струму Іо нульової послідовності. Як альтернатива, струм Іо нульової послідовності може бути виміряний безпосередньо за допомогою призначеної для цього котушки 14, та потім підданий
Зо дискретизації, фільтруванню та диференціюванню. Таке пряме вимірювання струму нульової послідовності є більш точним та уможливлює уникнення адитивних похибок датчиків при підсумовуванні результатів вимірювання струму кожної лінії.
Для отримання надійних результатів вимірювання перевагу віддають вимірюванню сигналу протягом двох періодів. За варіантом, якому віддається перевага, таку ж тривалість використовують для отримання напруги нульової послідовності, але це не є необхідним.
З урахуванням зсуву, внесеного диференціюванням струму Іо нульової послідовності, сигнал діо/аї знаходиться у протифазі (1807) з напругою Мо у випадку замикання, яке знаходиться з боку лінії від пристрою виявлення, оскільки в цьому випадку струм має ємнісне (9) походження.
Таким чином, спосіб включає етап визначення різниці фаз між похідною аїЇо/ї струму нульової послідовності та напругою Мо нульової послідовності для того, щоб визначити, дорівнює вона 1807 чи ні.
Точніше кажучи, етап визначення різниці фаз зазвичай включає етап визначення кута В між похідною діо/аї струму нульової послідовності та напругою Мо нульової послідовності або його доповнювального кута а-180-В. Це визначення може бути виконане будь-яким способом: графічним, програмним або розрахунковим вимірюванням переходу через нуль цих сигналів відповідно у максимумі та у мінімумі, або еліптичним представленням, або навіть за допомогою векторних розрахунків тощо, або будь-якою їх комбінацією. Після цього доповнювальний кут а кута В між похідною ао/дї струму нульової послідовності та напругою Мо нульової послідовності порівнюють з граничним кутом ба. Якщо кут « менше граничного кута ба, він може вважатися рівним нулю, таким чином не зважають на можливі внесені датчиками похибки, та місцезнаходження І замикання визначають як розташоване з боку лінії від місця вимірювання.
Якщо кут а є більшим, ніж граничний кут, то місцезнаходження І вказуватиме на розташування замикання з боку навантаження від місця вимірювання.
Граничний кут бо може бути визначений відповідно до точності Ре застосовуваних датчиків 12, 14 та вибраної частоти їесн, дискретизації. По суті, у випадку дискретизації з Х точками на період, кожне дискретне значення охоплює кутовий сектор 360"/Х, що відповідає точності -3602/2Х. Амплітуда кутового сектора близько 1807 між сигналами, що розглядаються, може,
б тато, - З таким чином, розглядатись як 2 хоп ; де ЄП являє собою частоту енергетичної системи 1, тобто замикання з боку лінії відповідає вер 80-5,.180455| або (о х Отпах
Датчики 14 струму та датчики 12 напруги можуть бути такого типу, що зумовлює внесення ними самими зсувів фази (які у випадку застосування індуктивних або ємнісних мостів становлять, як правило, 590"), або зсув фази також може бути внесений у сигнали І та М іншим обладнанням, за допомогою якого отримують ці сигнали. Описаний вище принцип може бути легко модифікований шляхом відповідного коригування способу визначення граничного кута ба.
В окремому випадку системи з ізольованою нейтраллю, проілюстрованому пунктирними лініями на Фіг. 3, внаслідок зсуву, внесеного диференціюванням струму іо нульової послідовності, сигнал адіІо/аї знаходиться у протифазі (1807) з напругою Мо у випадку замикання, яке знаходиться з боку лінії від пристрою виявлення, оскільки в цьому випадку струм має ємнісне 9 походження, але залишається у фазі (зсув становить 0"), коли замикання 10 знаходиться з боку навантаження від пристрою б; виявлення. Спосіб може бути спрощений у тому, що етап визначення різниці фаз включає етап обчислення добутку П похідної ао/дї струму нульової послідовності та напруги Мо нульової послідовності, це обчислення може бути виконане будь-яким відомим способом: за допомогою операційного підсилювача/помножувача, призначеної для цього інтегральної схеми або множенням із застосуванням програмного забезпечення. Після цього обчислений таким чином добуток П порівнюють з нулем: він більше нуля у випадку замикання з боку навантаження та менше нуля у випадку замикання з боку лінії.
Як альтернатива, може прийматися до уваги лише знак добутку П: якщо добуток позитивний, то місцезнаходження | вказуватиме, що замикання знаходиться з боку навантаження від точки вимірювання. Для цього простого тесту визначення його знака добуток П може обчислюватися у "постійно обновлюваний" спосіб, тобто для всіх дискретних значень, отриманих від попередніх етапів, або може братися до уваги середнє значення добутку протягом певного періоду часу, який за варіантом, якому віддається перевага, більше періоду енергетичної системи 1, наприклад, протягом приблизно 20 мс. У випадку, коли датчики самі вносять зсув фаз, зазвичай 907 у випадку застосування індуктивних або ємнісних мостів, корекцію відповідного сигналу виконують у першому або другому модулі.
Зо Спосіб за цим винаходом може бути реалізований у реле 8 захисту, у покажчику 6 замикання з системою 7 попередження шляхом реалізації у відповідному пристрої 100 виявлення напрямку замикання на землю.
Пристрій 100 за варіантом здійснення винаходу, якому віддається перевага, схематично показаний на Фіг. 4. Він включає в себе перший модуль 20, який забезпечує отримання сигналу, який характеризує напругу Мо нульової послідовності, що визначається інформацією, наданою відповідними датчиками 12А, 128, 12С напруги, наприклад, типу МРІ5. Перший модуль 20 за варіантом, якому віддається перевага, включає в себе (порядок перелічення не має значення) засоби 24 фільтрування сигналів Ма, Мв, Мс, такі як аналоговий фільтр та засоби 26 дискретизації, які за варіантом, якому віддається перевага, працюють на частоті до 1 кГц.
Відфільтровані дискретизовані сигнали Миаб, Мвб "7, Ме "7" обробляються засобами 28 підсумовування, які забезпечують визначення напруги Мо" нульової послідовності. Як альтернатива, засоби 28 підсумовування можуть бути виконані з можливістю безпосередньої обробки сигналів, отриманих за допомогою датчиків 12А, 128, 12С, після чого виконують фільтрування та дискретизацію.
Як альтернатива, якщо енергетична система забезпечена відповідним датчиком 12, сигнал, який характеризує напругу Мо нульової послідовності, може бути отриманий безпосередньо першим модулем 20 пристрою 100, модулі 24 фільтрування та 26 дискретизації якого у такому випадку виконані з можливістю обробки цього сигналу.
Отже, перший модуль 20 виконаний з можливістю надавати значення Мо напруги нульової послідовності, і пристрій включає в себе засоби 30 виявлення замикання, зокрема модуль, який виконує порівняння напруги Мо нульової послідовності, визначеної першим модулем 20, з граничним значенням 5о. Якщо це граничне значення перевищене, то виявлено (І) замикання.
Пристрій 100 може мати засоби для вказування замикання, такими як, наприклад, світловий або звуковий покажчик, контактні реле або лінія зв'язку.
Крім того, засоби 30 виявлення замикання виконані з можливістю активації другого модуля 40 пристрою 100 за цим винаходом, який забезпечує отримання сигналу, який характеризує похідну за часом струму Іо нульової послідовності. Другий модуль 40 включає в себе блок 42 диференціювання, призначений для визначення похідної за часом сигналів, які характеризують фазні струми ІА, Ів, Іс, надані придатними для цього датчиками 14А, 148, 14С, наприклад котушками виявлення. У показаному варіанті здійснення похідні аїд/аї, аїІв/сї, аІс/аї фільтрують за допомогою придатних для цього засобів 44, таких як аналоговий фільтр, і після цього відфільтровані сигнали аїд/аї, аЇІв/сдї, аІс/аї піддають дискретизації за допомогою засобів 46 дискретизації, які за варіантом, якому віддається перевага, працюють на частоті до 1 кГц.
Відфільтровані дискретизовані сигнали обробляються засобами 48 підсумовування другого модуля 40 з метою визначити похідну аІог/«аї струму нульової послідовності.
Слід зазначити, що засоби обробки другого модуля 40 можуть бути організовані по-іншому: зокрема засоби 48 підсумовування можуть бути виконані з можливістю безпосередньої обробки сигналів, отриманих від датчиків 14А, 14С, 14В, після чого, у свою чергу, може вступати в дію блок 42 диференціювання. Також можуть бути по-іншому організовані фільтрування та дискретизація.
Як альтернатива, якщо енергетична система забезпечена належним датчиком 14, сигнал, який характеризує безпосередньо струм Іо нульової послідовності, може бути отриманий другим модулем 40 пристрою 100, засоби 42 диференціювання, 44 фільтрування та 46 дискретизації якого використовуються у такому випадку для обробки безпосередньо сигналу, який характеризує струм Іо нульової послідовності.
Результати операцій обробки від першого 20 та другого 40 модулів передають у модуль 50 визначення відносного місцезнаходження замикання 10. Модуль 50 визначення місцезнаходження включає в себе засоби для оцінки різниці фаз та, зокрема, перші засоби 52 для розрахунку кута В між двома наданими значеннями, тобто між напругою Мо нульової послідовності та похідною аПо/аї струму нульової послідовності. За варіантом, якому віддається перевага, ці перші засоби виконані з можливістю обчислення доповнювального до згаданого кута В кута а, тобто різниці між п та ВД. Далі модуль 50 включає в себе засоби 54 порівняння для визначення відносного місцезнаходження замикання, наприклад засоби для порівняння значення додаткового кута а з граничним значенням За, та для передачі відповідної інформації.
Якщо пристрій за винаходом призначається для застосування в енергетичній системі з компенсованою нейтраллю, засоби для оцінки різниці фаз модуля 50 визначення місцезнаходження альтернативно можуть включати в себе другі засоби 52 для обчислення
Ко) добутку П двох наданих значень, тобто напруги Мо нульової послідовності та похідної ао/сї струму нульової послідовності, та засоби 54" порівняння для визначення відносного місцезнаходження замикання, наприклад засоби для порівняння значення згаданого добутку з нулем, та для передачі відповідної інформації.
При бажанні в одному модулі 50 того ж самого пристрою 100 можна виконати два різних альтернативних варіанти визначення різниці фаз, наприклад, з механізмом для вибору одного або іншого з каналів відповідно до кінцевого призначення пристрою 100 при його застосуванні на практиці.
Показаний на Фіг. 4 пристрій 100 за варіантом, якому віддається перевага, може бути пов'язаний з реле 8 захисту для електроенергетичних систем або з покажчиком напрямку замикання для підземних або повітряних ліній 4 середньої напруги, з'єднаних в енергетичну систему 71, в такому випадку вихід модуля 50 визначення місцезнаходження ініціює спрацьовування розмикача 5 ланцюга, запалювання світлового покажчика або приведення у дію інших засобів безпеки та/або попередження.
Отже, спосіб та пристрій за цим винаходом забезпечують: - виявлення напрямку замикання на землю в енергетичній системі 1 середньої напруги, в тому числі з компенсованою нейтраллю та з ізольованою нейтраллю, на основі інформації про напругу нульової послідовності та струм нульової послідовності; - виявлення напрямку замикання на землю без необхідності у застосуванні високої частоти дискретизації, завдяки використанню характеристик енергетичної системи 1 у сталому режимі роботи після замикання, а не в перехідному режимі роботи; - виявлення напрямку замикання на землю, яке не залежить від проблем регулювання граничного значення та проблем рівня ємнісних струмів в залежності від ліній 4 живлення, та запобігає "пропусканню" замикань у випадку точної компенсації енергетичної системи 1, завдяки його ініціюванню по граничному значенню напруги нульової послідовності, а не струму нульової послідовності; - виявлення напрямку замикання на землю, яке уможливлює підсилення даних, які передаються зі струмом, шляхом використання похідної струму нульової послідовності, а не самого цього струму; - виявлення напрямку замикання на землю, яке уможливлює спрощення розрахунків та бо обробки сигналів завдяки використанню похідної струму нульової послідовності, що уможливлює вирівнювання цієї величини безпосередньо по осі напруги нульової послідовності у випадку замикання з боку лінії від пристрою, уникаючи вдавання до розрахунків векторів струму та напруги або кута поляризації для визначення схеми спрацьовування захисту з боку ліні/навантаження; - виявлення напрямку замикання на землю, яке є ще простішим в реалізації у випадку системи з ізольованою нейтраллю завдяки використанню виключно добутку похідної струму нульової послідовності та напруги нульової послідовності, та перевірки його знака.
Хоча у своєму загальному варіанті здійснення цей винахід був описаний для випадку трифазної системи розподілення електроенергії, в якій нейтраль заземлена за допомогою компенсованого опору, винахід не обмежується цією конфігурацією. Винахід може використовуватися і в інших типах багатофазних енергетичних систем: зокрема, з будь-якою системою нейтралі.
Крім того, хоча спосіб, що пропонується за цим винаходом, був описаний з визначенням та обробкою миттєвого значення напруги Мо нульової послідовності для виявлення замикань, рівною мірою може використовуватись зміна згаданої напруги Мо відносно її значення, визначеного протягом попереднього періоду. Цьому альтернативному варіанту здійснення віддається особлива перевага у випадку енергетичних систем з невеликим дисбалансом між фазами, внаслідок чого напруга Мо нульової послідовності цих систем не дорівнює нулю у ситуації, коли замикання нема.
Різні схеми, модулі та функціональні особливості, які згадуються в описі варіантів здійснення винаходу, яким віддається перевага, на практиці можуть реалізовуватися за допомогою аналогових або цифрових компонентів або у програмованій формі, яка взаємодіє з мікроконтролерами або мікропроцесорами, а описані сигнали можуть мати форму електричних або електронних сигналів, або значень даних чи інформації у блоках пам'яті або регістрах, або оптичних сигналів, які можуть бути відображені, зокрема, на покажчиках або засобах зчитування, або механічних сигналів, які взаємодіють з виконавчими механізмами. Також датчики струму можуть відрізнятися від згаданих в описі котушок, наприклад, можуть бути застосовані датчики на основі ефекту Холла або Фарадея, або датчики магнітного опору.
Напруга може виявлятися трансформаторами напруги, ємнісними дільниками, резистивними дільниками або датчиками на основі ефекту Поккельса.
Claims (13)
1. Пристрій (100) для виявлення напрямку замикання (10) на землю у багатофазній енергетичній системі (1) середньої напруги, який включає в себе: перший модуль (20), виконаний з можливістю надавати сигнал, який характеризує напругу (Мо) нульової послідовності множини фаз; другий модуль (40), виконаний з можливістю надавати сигнал, який характеризує похідну за часом струму (Іо) нульової послідовності; засоби активації згаданого другого модуля (40) за сигналом (0) виявлення замикання на землю в енергетичній системі (1); модуль (50) визначення місцезнаходження, який включає в себе засоби для оцінки відносно тп різниці фаз між напругою (Мо) нульової послідовності, наданою першим модулем (20), та похідною (аІо/а) струму нульової послідовності, наданою другим модулем (40).
2. Пристрій (100) за п. 1, який відрізняється тим, що засоби для оцінки різниці фаз включають в себе засоби (52) для визначення кута (В) між напругою (Мо) нульової послідовності, наданою першим модулем (20), та похідною (аІю/4) струму нульової послідовності, наданою другим модулем (40), і доповнювального кута (с), який доповнює згаданий кут (Др) до 180", та засоби (54) порівняння згаданого кута (В), отже і згаданого доповнювального кута (0), з певним фіксованим параметром для того, щоб визначити, чи замикання знаходиться з боку лінії, чи з боку навантаження від пристрою (100).
З. Пристрій (100) за п. 1, який відрізняється тим, що перший модуль (20) включає в себе засоби для прийому сигналу, який характеризує напругу (Ма, Мв, Мс) кожної з фаз енергетичної системи (1), та засоби (28) підсумовування для надання згаданої напруги (Мо) нульової послідовності.
4. Пристрій (100) за п. 1, який відрізняється тим, що другий модуль (40) включає в себе засоби для прийому сигналу, який характеризує струм (І) енергетичної системи (1), та блок (42) диференціювання, призначений для надання похідної (1/4) за часом сигналу, який характеризує струм (1).
5. Пристрій (100) за п. 4, який відрізняється тим, що засоби для прийому сигналу, який характеризує струм, виконані з можливістю прийому сигналу, який характеризує струм (ІА, Ів, Іс) кожної з фаз енергетичної системи (1), а другий модуль (40) включає в себе засоби (48) підсумовування для надання сигналу, який представляє струм (Іо) нульової послідовності.
6. Пристрій (100) за п. 1, який також включає в себе засоби (30) виявлення замикання на землю в енергетичній системі, з'єднані з першим модулем (20) та засобами активації другого модуля (40), при цьому засоби (30) виявлення замикання включають в себе пристрій порівняння сигналу, який характеризує напругу (Мо) нульової послідовності, з певним граничним значенням (5о) для виявлення замикання.
7. Покажчик (6) напрямку замикання на землю, який включає в себе датчики (12, 12А, 128, 12С, 14, 14А, 148, 14С) струму та напруги, розташовані на лінії (4, 4А, 48, 4С) електроенергетичної системи (1), яка підлягає контролю, та пристрій (100) виявлення напрямку замикання за будь- яким із пп. 1-6, з'єднаний зі згаданими датчиками (12, 12А, 128, 12С, 14, 14А, 148, 14С) для отримання сигналів, які характеризують струм та напругу.
8. Реле (8) захисту від замикання на землю, яке включає в себе щонайменше один покажчик замикання за п. 7 та засоби приведення у дію комутаційного пристрою (5) за результатами роботи модуля (50) визначення місцезнаходження пристрою (100) виявлення напрямку згаданого покажчика.
9. Спосіб виявлення (0, ЇЇ) напрямку замикання (10) на землю у багатофазній енергетичній системі (1), який включає, при отриманні сигналу (І) наявності замикання (10) на землю, запуск визначення (І) напрямку замикання (10), причому це виявлення напрямку включає такі послідовні етапи: одержання сигналів, які характеризують напругу (Мо) нульової послідовності та похідну (аІо/аО за часом струму нульової послідовності; оцінка відносно кута 1807 різниці фаз сигналів, які характеризують напругу (Мо) нульової послідовності та похідну (аІо/«4ї) за часом струму нульової послідовності.
10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що оцінка різниці фаз включає такі етапи: визначення кута (р) між сигналами, які характеризують напругу (Мо) нульової послідовності та похідну (діо/Я3 за часом струму нульової послідовності, і доповнювального кута (о), який доповнює згаданий кут (В) до 1807; порівняння згаданого кута (ДВ), отже і доповнювального кута (0), з певним фіксованим параметром для того, щоб вказати, чи виявлене (0) замикання знаходиться з боку навантаження, чи з боку лінії від місця, де були отримані відповідні сигнали.
11. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що сигнал (0), який вказує на наявність замикання (10) на землю, отримують порівнянням сигналу (Мо) напруги нульової послідовності з певним граничним значенням (5о0) для виявлення замикання.
12. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що одержання сигналів, які характеризують напругу (Мо) нульової послідовності та похідну (аІо/4) за часом струму нульової послідовності, включає дискретизацію на частоті до 1 кГц.
13. Спосіб захисту лінії (4) передачі струму при виникненні замикання (10) на землю, який включає приведення у дію комутаційного пристрою (5) згаданої лінії (4), якщо за допомогою способу за одним із пп. 9-42 виявлено замикання (10) на землю з боку навантаження від згаданого комутаційного пристрою (5).
їн у Ще БУ ВК У» - я я Що С чнной СТВ Їх нин з, -Х Ь е й С М З "ж ж ше : ці й 7 ДЯН ет ! дет з й шо а У, ня я фо у ї мсй, у. Е ї : є 1 В. і рені ч х вч во НІ щ-х н : шк 1 - Рг за М ї их НО: : "ЩІ :
м . Са зд ій : ше щі
Ж м. 5 Н укялнякй їх 3 у «рік. 3 х , ! я : з Яе ха : ї їх : ї нн нн нн нн нн и п о І я : Я Н : : : Е : ї : : : сх Н : : : ; Км м ЯН х НИХ КА Й І. ої ЗЕ щх с сккжккюка Є п МЕ В хх я з се я са ши Са КУ шин в ще А 4: г учи у З сої ї а і : БАЙКА СЯ Ї що І не А у ши нн я Я Я ; : : : Бої : : : Я : В : : Ії: Н : : : її : : : Я : : : Е Н : Ек. ; : : : : З сени урну ую печу Мн ин МКК сен ся х ї ; З : ня х зро сккнн одн дення Мр орки тт тет нн ун, ЕОМ ОО ІВ ж ВОК ЛК БОМ ОО МЕ 33353 х х и що : х ЩІ : ТЕ : хе Н Н І МО: ГИ п. сх й У т ї Я : НА: 2531 А Я: ОВ, ЗДУ : : ММ їх 2 л т ХХ І : : ЖЕК У ал ХК я - х ШЕ Н й ЕІ БО ТІ ВІНИК Шх дх Ка я Н Ед. 11 гомо ЖІ КО, Кк Ох гі КУ Зо тин З спи ЗИ У : ОК ПО ХО хол, Оп хі Ще юки М фе фе три УК КО КОВО Кене ЗК ЕКОН шо ті Я : В НЕ ПЕН АН : г. БЕН НН НН ШЕ : Ох ОЇ Не її ої 2 І : Ж 17; пої гООї Н ОО її їі рае о: : ГО м 1 У з Н : ЗНЯВ 1 і НУ 1: ХВ : : : і ом АНІ З : : ! 1 КІ їх У їх Ж М ЗИ : : Я о нн ну ЩО МО ВО НЕ зи ес ЕХ НУ: КЕ МВ ШЕУ . й ї Я ; З : І КІ І х Н смс н Шви ай І Є . Н м : с й . й : - : в я : х І ! я ї х ж : /й ; , : ї : х Оу зв х у НІ Ой - х З : з Км х хі ! УБІК І:
ї т. х БИК я. їх ТИКИ ТУТ ТУ ПК т ЮК Кк кофе ФОН от Дюк нки ВК. : риие се Е ЩІ пфртеттюк, шко Ко Я нки Н х 1 ж КВ х ц «Е НЯ і ; Ці о М КО 7 х ках Я ї У : Н х ВА ОЗ ; Ох : о х ве : х У Н х Н с ї -Я Е ї г : с БУ ож я ох : Я і: Я А С з Е : я. жк, «ВОЮ АН ДЕ це снложхх па ки яост ріг А,
їх : : ЕКЗ ї : сх Кн кс ие нене низом х сх ж : ее м не в; НН ШЕ о і нн ! і : З ще нки чи зи и нини ї м : З їв їж ї ї ТЕ Я сих у х ОКА В ен сан кА А З; ЗИ Аен нин А І ЕЕ. : і Ал КН ши КВН В ЩЕ : щи Ж 11 7 ер рюткю годен я ї ісе мік р й 13 1; ї ТОБ т
Ж. КЕ ОК; її і ОКО у ЕН нн НЕ НН ВВ НН КУ у Ко у шен ши ше не ле ши ; 1 йо і; тих. ї3 хі іх Бен Фе «ха їх як ту я ! не шен и и и рос Н : ї М Єжи ух мк х Я т. ; ТИ Ох ен КУ З В а! ВВ Не НК Б: І ФЕМИЛМШИ т 4 РШМ КИ ІЗ Н УМ А ТУТ НеХ : Я шї 17 12 жит Н ; ПО: 4 Я йо є й БИК ще ще чен Н : УВО хі тіше 1/1 ЯКолилилилин лиття ОККО лих. х хЕ У 2 : : НО щ- КУ І хо о я пллдаляалнрнянянтмитнялик ВЕ КОКО з Му з ши ш ші ше ша кп в Н й що ЖОМУ Мі З ї 1 КА ЕТ :-Е СА я ї ота М ре ща СЕ : хв : с С Ки КВ, ех т ЕЕ: Я Пммнмм Го оо фркікре ее : х ВХ Н ; ни і а ро мне ж Шк : : ІЗ ТВ Н Цумань ЗК са : Я ЩО ши шини УНН, ше Еш пшоно вень Кз : ет денне СИ ЕС З ВЕ ЗВЬВИ У У м ІМ 1 т М ж ЗЕ КЕ шоу До ну Мо НЕ КЕ ії НО та СКУ її м кі пек» мя 1 й Як Б: РЕЖ ОО ОКО ЗО пет 5 п Е ас АМС нктіх, Ко ; о де жен С : зе я ; ще Ка : Б ої - чек СК, є К й К кож ур ся КУ і Ка тку і К г х Я Й х і 1 й у З тА Я і: . у Е : лез НН МК ї цим у
Мо. н но ї 14 Й х х И п о НУ рони І шо я ша їй : | Я ХЕДДИЮЄХ теє ух Доджжжжржжккжкжюкок За о І а Е З Ах с ащ х ро сх сві: Шо і і ТКАНІ; її МН І х тк : пох 2 х - ї У Її У СТУ Кк. у, Я я Кі х : Е хо Ку те Е С щі КЗ щ в ж. й МУ | Е кі В ке у жк кн кжжнннни ск не поки ж шу «Фіг. 28 гій й поз о З М одиклкчнняй лад ТАТА росою ко З цк фу й ! ї Ух Зк Че В ! Зав бро Жах 55555 схжй дих З оо. ще у з пксккжжккск ве - Ж яоожжожо АХ хх Ї гх й я Б: їв: Б 5 а нання Я ї пи НН пк т хм. ці о «вві, ЗоКИ що кккннню кдннинн пише Я я Фо йкщ кро ях ко се ЗЗікн ОТ, лено !
З. гидко с. Кі ЕК са, Я г С лк АЛАЛААЛА ТАЛА К КК Й щ У хви шКу ЕСЕ МИ У фетсест того оготтучнтсесеген фессссоюксе ухКю Ах КУТИКИ : : ПАН: Кооосрео вес В ау чу Ж ШИ обоє ККУ уки нчьня кт ккучкн жк нти уже фоХ Гр М х Мо ї З Н сх сккккк кс кк дкк кю ук» Я Моє виде Ге Ж, М З ? дей ше я Я скжжри Я пи ек ся на ИЙ Я З сг. сире же ТЕ ї схе доене БО оед сю нн ї і во вет . ї Н : зв рен нн А Н МЕ я ож х ї Бо КО Зо Замаежнено їн Є Н й БІ Я ви ой Н сит ї Кл Замнижине ІК : і і фееекмигт ув екю отут доти го ева гі кита АВ Б КаЖНОМЮКЕИНя й зх з зчйй і я Вехе кохмикак кажан о я мислеЯщкИМ: Х лакижЕМ ї зе чрокк фе жа ме Ме охж по всі ню дк,
К х. З «ріг, З
З г: ІЗ ся сжжжя ся сяк сижжжжя ЩЕ Ж ЕЕ ВН КК ке йВ КАК фену У КЗ ХХ моя ІЗ Е я ява же ! НЕ. щих . ! : ур де че шу ва знакам ва фею зав -к. : | В ак ож КОБІ Е Е я ОВ ШИ о НИ КОКО. м ме НЕ ЩЕ ! ЗА слід х ІЗ І: м М НЕ НЕ та Ї ї і БР й ! З Е Кей х й х ХО дення х Е ї х сх х га Ї Е ТО Е. - що Е: х г Хо КЕ т ЛЯ Т ло шн Н ЕЕ ве ЇМ Ффосоеафлняяккух ФЕРБ Я МЕ юю 0 ШЕ ! І ефе Ю Жннеї Уялий ШЕ ЕЗНЕЕ Е ! Енн ШЕ ; СИШЕЕ ЕЕ ; (Ще ЕЕ й з ось У ШЕ ГЕ ЗНА сне ; Е М І Й же се Е 5 пе З ї з З і Е Е: З : ке ффоннннр ен В ек КОЖ ї Е ре ЩЕ ЗВ сн ей Ж зд ЕЙ м Зосссдесейй МЕ т й В СЕ ЕОМ, кох ЖЕ й Е: І : як рев шк Ох щі зн я ! ту -р й Еш ЩЕ Шк ї що Ь У Жомх І МН МУ Хо 0 фелняокю Црроженеть щ що жі ду МОХ я меня те Не ж Її ке п ШЕ Буоккжнлкжжнжнжннжккккнкя скжжлоки сккжлжжнінЯ ЕЕ З Ж рослжвнмк т шен ху х кто в ода 83 Ка іс | | ! о -Ж фе ЗЕ ффенн дян зад СО ЕН зпєсстсстнй МВВ :
фіг. З
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1261709A FR2999294B1 (fr) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | Detection directionnelle d'un defaut, notamment dans un reseau a neutre compense |
| FR1261712A FR2999295B1 (fr) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | Detection directionnelle d'un defaut dans un reseau a neutre isole |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA118952C2 true UA118952C2 (uk) | 2019-04-10 |
Family
ID=49510084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201314200A UA118952C2 (uk) | 2012-12-06 | 2013-12-05 | Виявлення напрямку замикання в мережі, зокрема в заземленій системі з компенсованою або ізольованою нейтраллю |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2741390B1 (uk) |
| CN (1) | CN103852691B (uk) |
| ES (1) | ES2535750T3 (uk) |
| RU (1) | RU2633433C2 (uk) |
| UA (1) | UA118952C2 (uk) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104764978B (zh) * | 2015-03-26 | 2017-08-25 | 河海大学 | 一种单相接地故障选相及过渡电阻测量方法 |
| CN105548748B (zh) * | 2015-12-07 | 2018-05-04 | 西安航空动力控制科技有限公司 | 电学参数缓变率测试系统及方法 |
| CN107064728B (zh) * | 2016-09-26 | 2019-10-25 | 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 | 高压输电线路单端全息频域故障定位方法 |
| KR20190128920A (ko) * | 2018-05-09 | 2019-11-19 | 주식회사 아이티이 | 전기고장 만능탐지 및 복구 배전시스템 및 그 공사방법 |
| CN109061395B (zh) * | 2018-09-17 | 2024-02-27 | 国网河南省电力公司商丘供电公司 | 一种配电网快速定位故障仪 |
| CN109283422A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-29 | 许昌许继软件技术有限公司 | 一种消除相间干扰的避雷器漏电流在线监测方法及装置 |
| DE102018130690B3 (de) * | 2018-12-03 | 2020-03-26 | Bender Gmbh & Co. Kg | Magnetfeld-Messvorrichtung und Verfahren zur Erfassung eines Lokalisierungsstroms in einem verzweigten Wechselstrom-Stromversorgungssystem |
| CN109491295B (zh) * | 2018-12-05 | 2020-06-16 | 岭澳核电有限公司 | 控制系统 |
| CN109728568B (zh) * | 2018-12-17 | 2020-11-27 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 小电阻接地系统高阻接地保护的启动方法和装置 |
| RU2703945C1 (ru) * | 2019-02-28 | 2019-10-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Устройство определения участка трёхпроводной воздушной линии электропередачи с обрывом фазного провода |
| CN110261689B (zh) * | 2019-06-26 | 2021-04-20 | 爱士惟新能源技术(江苏)有限公司 | 光伏逆变器bus电压不平衡及火线接地时的继电器检测方法 |
| EP3907869A1 (en) * | 2020-05-04 | 2021-11-10 | Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. | Control process and system for power converter and power converter comprising such a control process and system |
| CN111830365A (zh) * | 2020-06-20 | 2020-10-27 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种应用于电网故障诊断的多暂态统计故障定位方法 |
| JP2024500833A (ja) * | 2020-12-21 | 2024-01-10 | エルドル コーポレイション エセ．ペー．アー． | 車載充電装置を保護する方法および回路 |
| CN113253153B (zh) * | 2021-04-02 | 2022-07-29 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司梧州局 | 基于非故障相二次谐波分量占比的中性线异常判断方法 |
| CN112993952B (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-27 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 一种小电流接地系统复电保护方法及装置、计算机设备 |
| CN113687267B (zh) * | 2021-09-14 | 2023-08-04 | 广东电网有限责任公司 | 一种高阻接地故障方向检测方法、系统、设备及存储介质 |
| CN113945823B (zh) * | 2021-09-26 | 2024-04-09 | 成都嘉纳海威科技有限责任公司 | 一种芯片潜在缺陷检测方法 |
| CN115542071B (zh) * | 2022-08-23 | 2024-08-27 | 国网吉林省电力有限公司白城供电公司 | 一种无信号区域的配电网故障定位方法 |
| FR3139201B1 (fr) * | 2022-08-23 | 2024-08-23 | Electricite De France | Procédé et système de diagnostic de transformateurs de tension |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2058166A1 (uk) * | 1969-08-11 | 1971-05-28 | Compteurs Comp D | |
| FR2692086B1 (fr) * | 1992-06-03 | 1995-10-06 | Electricite De France | Procede et dispositif de protection selective contre les defauts a la terre d'un reseau electrique. |
| FI103217B1 (fi) * | 1997-08-27 | 1999-05-14 | Abb Transmit Oy | Menetelmä sähkönjakeluverkon suuriresistanssisen maasulkuvian paikallistamiseksi virtamittausten perusteella |
| DE19901789B4 (de) * | 1999-01-08 | 2004-01-15 | Siemens Ag | Verfahren zur Erdschlußrichtungsbestimmung in Energieversorgungsnetzen |
| FR2854741B1 (fr) | 2003-05-05 | 2005-06-24 | Schneider Electric Ind Sas | Dispositif et procede de detection de defaut terre et relais comportant un tel dispositif |
| FI115488B (fi) * | 2003-10-22 | 2005-05-13 | Abb Oy | Menetelmä ja laitteisto katkeilevan maasulun tunnistamiseksi sähkönjakeluverkossa |
| DE102005028881B4 (de) | 2005-06-22 | 2010-04-29 | Siemens Ag | Fehlerstromanalysator zur Erfassung eines Fehlerstroms und Einrichtung mit Fehlerstromerfassungsfunktion |
| US8131485B2 (en) * | 2005-09-14 | 2012-03-06 | Abb Technology Ag | Method for fault location in electric power lines |
| FR2902887B1 (fr) | 2006-06-23 | 2008-08-01 | Schneider Electric Ind Sas | Procede de detection directionnel d'un defaut a la terre et dispositif pour sa mise en oeuvre |
| KR100883777B1 (ko) * | 2007-01-26 | 2009-02-18 | 명지대학교 산학협력단 | 배전자동화시스템에서 단말장치의 고장표시 생성방법 |
| CN101017974A (zh) * | 2007-03-06 | 2007-08-15 | 耿玉泉 | 中性点非直接接地电网单相接地故障定位的方法及装置 |
| FR2936319B1 (fr) | 2008-09-25 | 2010-09-10 | Schneider Electric Ind Sas | Detection directionnelle d'un defaut a la terre par correlation lineaire |
| FR2936378B1 (fr) | 2008-09-25 | 2010-10-15 | Schneider Electric Ind Sas | Detection directionnelle d'un defaut a la terre a faible echantillonnage |
| CN101813735B (zh) * | 2009-02-24 | 2012-02-15 | 上海宝钢化工有限公司 | 一种配电系统接地检测装置接地故障判别方法 |
| RU2396661C1 (ru) * | 2009-07-08 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) | Измерительное устройство дифференциальной токовой защиты шин |
| WO2011029464A1 (de) * | 2009-09-09 | 2011-03-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Fehlererkennung in energieversorgungsnetzen mit ungeerdetem oder gelöschtem sternpunkt |
| CN102798795B (zh) * | 2012-08-14 | 2014-11-05 | 大连电力勘察设计院有限公司 | 一种小电流接地选线及故障定位的方法 |
-
2013
- 2013-11-04 EP EP13191328.7A patent/EP2741390B1/fr active Active
- 2013-11-04 ES ES13191328.7T patent/ES2535750T3/es active Active
- 2013-12-05 RU RU2013154085A patent/RU2633433C2/ru active
- 2013-12-05 UA UAA201314200A patent/UA118952C2/uk unknown
- 2013-12-06 CN CN201310757374.3A patent/CN103852691B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2633433C2 (ru) | 2017-10-12 |
| CN103852691A (zh) | 2014-06-11 |
| EP2741390A1 (fr) | 2014-06-11 |
| ES2535750T3 (es) | 2015-05-14 |
| RU2013154085A (ru) | 2015-06-10 |
| EP2741390B1 (fr) | 2015-02-11 |
| CN103852691B (zh) | 2018-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA118952C2 (uk) | Виявлення напрямку замикання в мережі, зокрема в заземленій системі з компенсованою або ізольованою нейтраллю | |
| CN107735690B (zh) | 三相电气网络的接地故障保护的方法 | |
| RU2631025C2 (ru) | Обнаружение направления слабоустойчивого короткого замыкания на землю среднего напряжения с помощью линейной корреляции | |
| US6584417B1 (en) | Method and directional element for fault direction determination in a capacitance-compensated line | |
| US10571525B2 (en) | Insulation fault location systems and methods for insulation fault location for a redundant DC power supply system coupled to diodes | |
| WO2016174168A1 (en) | Fault location detection and distance protection apparatus and associated method | |
| US20160216306A1 (en) | Automatic current transformer polarity correction | |
| EP3005509A1 (en) | System and method for protecting against electric current leakages | |
| CA2984881A1 (en) | Improvements in or relating to direct current distance protection schemes | |
| US10338122B2 (en) | Method and device for detecting a fault in an electrical network | |
| CN102067403B (zh) | 用于产生故障信号的装置和方法 | |
| CA3114019C (en) | Method and device for controlling at least one circuit breaker of a power system | |
| EP2639914B1 (en) | Method and apparatus for adapting earth-fault protection settings in a three-phase electric network | |
| RU2557375C1 (ru) | Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю | |
| AU2015200848A1 (en) | Detecting a fault, in particular a transient fault, in an electrical network | |
| WO2018004442A1 (en) | System for analyzing high voltage circuit breakers | |
| US10247782B2 (en) | Method and system for testing a switching installation for power transmission installations | |
| Dzienis et al. | Novel impedance determination method for phase-to-phase loops | |
| US20200274349A1 (en) | Protection circuit for a medium voltage or high voltage transformer | |
| Nikander et al. | Improving the quality of supply in MV distribution network applying modern shunt circuit-breaker | |
| Apostolov | Adaptive protection of distribution feeders | |
| Hou | Comparing Fault Resistance Coverage of Different Distribution System Grounding Methods | |
| Haggag et al. | A novel measurement technique for extra high voltage bus bar fault detection | |
| EP3729582B1 (en) | Phase selection using multi-terminal measurements of a transmission line | |
| PL237516B1 (pl) | Układ zabezpieczenia ziemnozwarciowego kierunkowego przeznaczony do sieci IT niskiego napięcia |