UA73195C2 - Method of overcurrent protection of electric installations - Google Patents

Method of overcurrent protection of electric installations Download PDF

Info

Publication number
UA73195C2
UA73195C2 UA2003010807A UA2003010807A UA73195C2 UA 73195 C2 UA73195 C2 UA 73195C2 UA 2003010807 A UA2003010807 A UA 2003010807A UA 2003010807 A UA2003010807 A UA 2003010807A UA 73195 C2 UA73195 C2 UA 73195C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
current
value
phase
values
circuit
Prior art date
Application number
UA2003010807A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Yurii Mykolajovych Agafonov
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 filed Critical
Priority to UA2003010807A priority Critical patent/UA73195C2/en
Priority to RU2003137257/09A priority patent/RU2259622C1/en
Publication of UA73195C2 publication Critical patent/UA73195C2/en

Links

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

The present invention relates to methods for protecting electric installation against overload, short-circuits, and phase asymmetry. The proposed method of overcurrent protection of an electric installation implies using the algorithm for measuring effective values of phase currents with storing data in an intermediate memory, the result of which is a minimal length of measurement intervals and a possibility to average the measurement results in order to exclude accidental errors. The method is distinctive by measuring effective current values with a shift by the measurement period, determining the average current values, and checking the excess of the specified short-circuit and overload current set values in each phase circuit of the mains load. Additionally, the monitoring of the phase currents is possible for the disconnection of the electric installation when the phase current terminates. The proposed method provides a possibility to enhance the speed of response and noise immunity of devices for controlling automatic circuit breakers designed for disconnecting power consumers in emergency states.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до електротехніки та стосується захисту електроустановок від струмових 2 перевантажень, коротких замикань і перекосу фаз.The invention relates to electrical engineering and concerns the protection of electrical installations against current 2 overloads, short circuits and phase distortion.

Відомий спосіб виявлення пошкодження в мережі змінного струму |1), за яким визначають величину струму, порівнюють його з допустимим і судять про наявність пошкодження, причому в момент переходу струму через нуль визначають прогнозоване амплітудне значення струму як результат ділення похідної струму на його кругову частоту.A known method of detecting damage in an alternating current network |1) is used to determine the value of the current, compare it with the permissible value and judge the presence of damage, and at the moment of the current passing through zero, the predicted amplitude value of the current is determined as the result of dividing the derivative of the current by its circular frequency.

Недоліком способу є те, що діюче значення струму визначається за час, що дорівнює приблизно чверті періоду промислової частоти; а враховуючи час, необхідний для визначення похідної струму, сигнал про пошкодження в мережі може бути вироблений не раніше 0,05с. Окрім цього, такий спосіб має недостатню захищеність від імпульсних перешкод, які призводять до необгрунтованого відключення мережі.The disadvantage of the method is that the effective value of the current is determined for a time equal to approximately a quarter of the period of the industrial frequency; and taking into account the time required to determine the derivative of the current, the signal of damage in the network can be produced no earlier than 0.05s. In addition, this method has insufficient protection against impulse interference, which leads to unreasonable disconnection of the network.

Відомий також спосіб, що реалізований в схемі електронної обробки даних для вимикання струму 12 перевантаження (21, згідно якого здійснюють вимірювання струму та його аналого-дифрове перетворення, безперервно визначають діюче значення струму протягом певного часового інтервалу через рівні проміжки часу, порівнюють одержане значення з допустимим струмом, визначають характер аварійного режиму і вимикають електроустановку. Мікроконтролер контролює за допомогою заданого часового кадру кількість перевищень встановленого значення струму над фактичним значенням і при багаторазовому повторенні цього встановленого дислового значення вимикає установку.There is also a known method implemented in the electronic data processing circuit for turning off the overload current 12 (21, according to which the current is measured and its analog-to-digital conversion is carried out, the current value of the current is continuously determined during a certain time interval at equal time intervals, the obtained value is compared with the permissible current, determine the nature of the emergency mode and turn off the electrical installation. The microcontroller monitors with the help of a given time frame the number of excesses of the set value of the current over the actual value, and when this set value is repeatedly repeated, it turns off the installation.

Недоліком такої схеми є відсутність селекції характеру аварійного режиму: чи то є коротке замикання, чи перевантаження. Крім цього, не виключаються помилкові спрацювання від короткочасних перехідних процесів.The disadvantage of such a scheme is the lack of selection of the nature of the emergency mode: whether it is a short circuit or an overload. In addition, false alarms from short-term transient processes are not excluded.

Найбільш близьким по технічній суті до винаходу, що заявляється, с спосіб здійснення миттєвого захисту в блоці розчеплення |З), електронний блок розчеплення містить мікроконтролер і відповідний запам'ятовуючий с пристрій з програмою роботи пристрою, параметрами ініціалізації та процедурою завантаження, а також Ге) запам'ятовуючий пристрій з робочими параметрами. Алгоритм - програма миттєвого захисту, що зберігається в запам'ятовуючому пристрої, має стан очікування і стан виконання. В стані виконання вона визначає цифрові значення струму і зберігає їх у реєстрі. Накопичення певної кількості значень сприймається як пікове значення струму. Пікові значення зберігаються в окремому регістрі. Коли число в регістрі стане більше аніж граничне о значення, програма дає сигнал для мікроконтролера на спрацювання блоку розчеплення. Ге»)Closest in terms of technical substance to the claimed invention is the method of instant protection in the decoupling unit |C), the electronic decoupling unit contains a microcontroller and a corresponding memory device with the program of the device, initialization parameters and loading procedure, as well as Ge) memory device with operating parameters. Algorithm - an instant protection program stored in a memory device, has a waiting state and an execution state. In the execution state, it determines the digital values of the current and stores them in the register. The accumulation of a certain number of values is perceived as the peak value of the current. Peak values are stored in a separate register. When the number in the register becomes greater than the limit o value, the program gives a signal to the microcontroller to activate the decoupling unit. Ge")

Недоліком цього способу є відсутність обгрунтування значення граничного числа перевищень струму, що призводить до невизначеності величини енергії, яка передається споживачеві. При такому способі не оцінюється -- характер перевищення граничного значення струму (коротке замикання, перевантаження), а швидкодія при со короткому замиканні недостатня, тому що часовий інтервал в початковому стані не заповнений.The disadvantage of this method is the lack of justification for the value of the limit number of current overshoots, which leads to the uncertainty of the amount of energy that is transferred to the consumer. With this method, the nature of exceeding the limit value of the current (short circuit, overload) is not evaluated, and the speed of operation with a short circuit is insufficient, because the time interval in the initial state is not filled.

Зо В основу винаходу поставлено задачу створити спосіб максимального струмового захисту електроустановки, - у якому шляхом введення принципу обновлюваного буфера забезпечується компроміс в алгоритмі вимірювань (мінімізується час оцінки діючого значення струму та досягається захист від миттєвих помилок і завад за рахунок усереднення вимірів), що призводить до підвищення швидкодії та завадостійкості електронного блоку. «The basis of the invention is the task of creating a method of maximum current protection of an electrical installation - in which, by introducing the principle of an updated buffer, a compromise is ensured in the measurement algorithm (the time for evaluating the effective current value is minimized and protection against instantaneous errors and disturbances is achieved due to the averaging of measurements), which leads to increasing the speed and immunity of the electronic unit. "

Поставлена задача вирішується тим, що у способі максимального струмового захисту електроустановки, при З 70 якому здійснюють вимірювання струму та його аналого-цифрове перетворення, безперервно визначають діюче с значення струму протягом певного часового інтервалу через рівні проміжки часу, набагато меншого половини з» періоду контрольованого струму, порівнюють одержане значення з допустимим струмом, визначають характер аварійного режиму і вимикають електроустановку, визначення діючого значення струму здійснюють із зсувом часового інтервалу на величину чергового відліку, середньозважене значення діючого струму щодо кожного інтервалу визначають для кожної фази мережі та послідовно перевіряють перевищення уставок по короткому 7 замиканню і по перевантаженню. со Додатково може бути уведений контроль значення діючих струмів для відключення електроустановки при зникненні струму в фазах, а початковий стан заповнення часового інтервалу вимірювання може відповідати - номінальному значенню струму електроустановки. (Те) 20 Використання такого поновлюваного буфера мінімізує тривалість оцінки діючих значень струмів та забезпечує захист від миттєвих похибок і перешкод за рахунок поділу кожного вимірюваного відліку на величину сл іп (усереднення), що забезпечує підвищення швидкодії та завадостійкості електронного блоку розчеплення автоматичного вимикача.The problem is solved by the fact that in the method of maximum current protection of the electrical installation, in which C 70 current is measured and its analog-digital conversion is carried out, the current c value of the current is continuously determined during a certain time interval at equal time intervals, much smaller than half of the period of the controlled current , compare the obtained value with the permissible current, determine the nature of the emergency mode and turn off the electrical installation, determine the current value with a shift of the time interval by the amount of the next count, the weighted average value of the current for each interval is determined for each phase of the network and successively check the exceedance of the settings for a short 7 shorting and overloading. со Additionally, the control of the value of the operating currents can be introduced to disconnect the electrical installation when the current in the phases disappears, and the initial state of filling the measurement time interval can correspond to the nominal value of the current of the electrical installation. (Те) 20 The use of such a renewable buffer minimizes the duration of the evaluation of the current values and provides protection against instantaneous errors and interference due to the division of each measured reading by the value of the slip (averaging), which ensures an increase in the speed and immunity of the electronic unit of the automatic circuit breaker disconnection.

Спосіб максимального струмового захисту електроустановок можна простежити на прикладі функціонування 25 електронного блока, схему якого подано на кресленні. Тут показано алгоритм контролю струму по одній фазі; двіThe method of maximum current protection of electrical installations can be traced on the example of the functioning of the 25 electronic unit, the scheme of which is given in the drawing. Here, the algorithm for controlling the current in one phase is shown; two

ГФ) інші фази контролюються аналогічно.HF) other phases are controlled similarly.

Вхідний сигнал електронного блоку від трансформатора струму | надходить на вхід аналого-дифрового о перетворювача 2. Кожний наступний відлік здійснюється з інтервалом часу ПО в де число відліків т-10-100 т 60 визначається швидкодією процесора електронного блока (чим більше значення т, тим оперативніше здійснюється вимірювання діючого значення струму, однак, стримуючим фактором є те, що за час вл, т повинен бути проведений повний цикл обробки результатів з перевіркою умов по перевантаженню, короткому ве замиканню і перекосу фаз із видаванням сигналів на виконавчий пристрій).The input signal of the electronic unit from the current transformer | enters the input of the analog-to-digital converter 2. Each subsequent count is carried out with a time interval of PO in which the number of counts t-10-100 t 60 is determined by the speed of the processor of the electronic unit (the greater the value of t, the more quickly the current value is measured, however, the restraining factor is that during the time vl, t a full cycle of processing the results must be carried out with the verification of overload, short-circuit and phase misalignment conditions with the output of signals to the executive device).

Склад буфера З оперативного запам'ятовуючого пристрою (ОЗУ) на кожному циклі вимірювань оновлюється і відбувається зсув записаних значень з виштовхуванням найдавнішого вимірювання та дописуванням у початок буфера нового відліку вимірювань. Після цього програмно вираховуються середньозважені значення діючих струмів на основі вибірки вимірів фіксованої довжини т з використанням формули: 2 «ва ті 2 де хХя Кк - м хі, тої-0The composition of the buffer From the random access memory device (RAM) is updated at each measurement cycle and the recorded values are shifted, pushing out the oldest measurement and adding a new measurement count to the beginning of the buffer. After that, the weighted average values of the operating currents are calculated by software based on a sample of measurements of a fixed length t using the formula:

Х, - і--е миттєве значення струму, що контролюється; т - число відліків вибірки вимірювань;X, - i-th instantaneous value of the controlled current; t - the number of readings of the measurement sample;

К - коефіцієнт пропорційності.K is the proportionality factor.

Для зменшення часу реакції електронного блоку на коротке замикання в мережі при початковому вмиканні первинний стан усіх елементів буфера ОЗУ повинен відповідати номінальному значенню струму вимикача.In order to reduce the reaction time of the electronic unit to a short circuit in the network during initial switching on, the primary state of all elements of the RAM buffer must correspond to the nominal value of the circuit breaker current.

При перевищенні величини діючого струму в роботу алгоритму вступають розв'язуючі блоки (1-3 по числу фаз). Організація перевірки логічних умов перевищення уставок по струмах перевантаження та короткого замикання передбачає одночасний запуск лічильників часу уставок по перевантаженню ту та короткому 79 замиканню ткз При виникненні короткого замикання.When the value of the operating current is exceeded, the solving blocks (1-3 according to the number of phases) enter the algorithm. The organization of checking the logical conditions for exceeding the overload and short-circuit current settings involves the simultaneous start of the time counters of the overload and short-circuit current counters. In the event of a short circuit.

Це забезпечує комплексний захист мережі від перевантажень, якщо умова відключення по короткому замиканню перестане виконуватися до витоку часу уставки ту, а умова вимикання по перевантаженню буде зберігатися.This provides comprehensive protection of the network against overloads, if the short-circuit tripping condition ceases to be fulfilled before the set time expires, and the overload tripping condition is maintained.

Перевірка умови миттєвого спрацювання вимикача по відсіканню здійснюється незалежно від умов перевантаження та короткого замикання із часовою уставкою. Це забезпечує миттєве відсікання фаз незалежно від стану лічильників часу тр і туз.Checking the condition of instantaneous operation of the cut-off switch is carried out regardless of overload and short-circuit conditions with a time setting. This provides instant cut-off of the phases regardless of the state of the tr and ace time counters.

Четвертий розв'язуючий блок контролює значення діючих струмів усіх 3-х фаз і виробляє сигнал вимикання вимикача при виконанні умови обриву фази. счThe fourth resolving unit monitors the values of the active currents of all 3 phases and produces a switch-off signal when a phase-break condition is met. high school

Підсумком роботи алгоритму електронного блоку в кожному циклі вимірювань є наявність або відсутність сигналу, що надходить на виконавчий пристрій розчеплювача в залежності від ситуації, що накопичена у (8) кожному з трьох буферів ОЗУ.The result of the operation of the algorithm of the electronic unit in each measurement cycle is the presence or absence of a signal coming to the decoupling executive device depending on the situation accumulated in (8) in each of the three RAM buffers.

Джерела інформації 1. Патент України 27421 С2, кл. НО2НЗ/О8, 2000. ю зо 2. Патент Німеччини 98 19851752 АЇї, кл. НО2НЗ/О8, 2000. 3. Патент США 6078489 А, кл. НО2НЗ/О8, 2000. - прототип. ме)Sources of information 1. Patent of Ukraine 27421 C2, cl. НО2НЗ/О8, 2000. у зо 2. German patent 98 19851752 AIi, cl. НО2НЗ/О8, 2000. 3. US patent 6078489 A, cl. НО2НЗ/О8, 2000. - prototype. me)

ГО БуфрОВу «-GO BufrOVu "-

ІAND

Я ! со і ю т-(0-100). 1 - ! х ! й : « : Блок вимірювань пт і 50 Па о ОН З с : Розв'язуючий г ; блок І НН ; ві тя і вч "» ! ш- р : | То и так Ше БI ! so and yu t-(0-100). 1 - ! x ! y: «: Block of measurements pt and 50 Pa about OH Z s: Resolving g; block I NN; vi tya and vych "» ! sh- r : | So and so She B

Н скидання скидання вмик. ПНH reset reset on. Mon

І тако РІ | -яе - о - тAnd take RI | -yae - o - t

Фо | Й «і м сл ні хі, т»Fo | Y "i m sl ni hi, t"

Ш-ек - й іме)Sh-ek - and name)

Claims (2)

Формула винаходуThe formula of the invention 1. Спосіб максимального струмового захисту електроустановок, згідно з яким здійснюють вимірювання струму та його аналого-дцифрове перетворення, безперервно визначають діюче значення струму протягом встановленого часового інтервалу через рівні проміжки часу, порівнюють одержане значення з допустимим струмом, визначають характер аварійного режиму і вимикають електроустановку, який відрізняється тим, що 65 визначення діючого значення струму здійснюють зі зсувом часового інтервалу на величину чергового відліку, середньозважене значення діючого струму щодо кожного інтервалу визначають для кожної фази мережі та послідовно перевіряють перевищення уставок по короткому замиканню і по перевантаженню.1. The method of maximum current protection of electrical installations, according to which the current is measured and its analog-to-digital conversion is carried out, the current value of the current is continuously determined during the set time interval at equal time intervals, the obtained value is compared with the permissible current, the nature of the emergency mode is determined and the electrical installation is turned off, which differs in that 65 determinations of the operating value of the current are carried out with a shift of the time interval by the value of the next count, the weighted average value of the operating current for each interval is determined for each phase of the network and the exceeding of the short-circuit and overload settings is successively checked. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково контролюють значення діючих струмів для подальшого відключення електроустановки у разі зникнення струму в фазах.2. The method according to claim 1, which is distinguished by the fact that the values of the operating currents are additionally monitored for further disconnection of the electrical installation in the event of a current loss in the phases. З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що початковий стан заповнення часового інтервалу починають вимірювати при номінальному значенні струму електроустановки. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2005, М 6, 15.06.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і /о науки України. с щі 6) ІФ) (о) «- (зе) і -Q. The method according to claim 1, which differs in that the initial state of filling the time interval begins to be measured at the nominal value of the current of the electrical installation. Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2005, M 6, 15.06.2005. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. 6) IF) (o) «- (ze) and - - . и? -і (95) - се) сл іме) 60 б5- and? -i (95) - se) sl ime) 60 b5
UA2003010807A 2003-01-30 2003-01-30 Method of overcurrent protection of electric installations UA73195C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003010807A UA73195C2 (en) 2003-01-30 2003-01-30 Method of overcurrent protection of electric installations
RU2003137257/09A RU2259622C1 (en) 2003-01-30 2003-12-23 Method for overcurrent protection of electrical installations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003010807A UA73195C2 (en) 2003-01-30 2003-01-30 Method of overcurrent protection of electric installations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA73195C2 true UA73195C2 (en) 2005-06-15

Family

ID=34884710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2003010807A UA73195C2 (en) 2003-01-30 2003-01-30 Method of overcurrent protection of electric installations

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2259622C1 (en)
UA (1) UA73195C2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010001197U1 (en) * 2010-01-21 2010-04-22 Moeller Gmbh Electronic overcurrent release for circuit breaker
RU2649719C1 (en) * 2016-12-05 2018-04-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method of fast maximum current protection of electrical installations
RU2757057C1 (en) * 2020-12-25 2021-10-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) Electronic fuse

Also Published As

Publication number Publication date
RU2259622C1 (en) 2005-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5337052B2 (en) System and method for overcurrent protection of a circuit
US7219023B2 (en) Method and device for the detection of fault current arcing in electric circuits
AU749188B2 (en) Arc fault detector comparing integrated interval to interval filtered load current and circuit breaker incorporating same
EP2053716B1 (en) Alternating current series arc fault detection method
CN110967571B (en) Method for diagnosing the cause of tripping of an electrical protection device, auxiliary device and electrical system
EP2482409B1 (en) DC Arc fault detection and protection
KR100777828B1 (en) Electronic wattmeter capable of power distribution line and the fault monitoring method thereby
JP6509029B2 (en) Distribution board
JP2010093946A (en) Electronic circuit breaker
UA73195C2 (en) Method of overcurrent protection of electric installations
US11747374B2 (en) Overcurrent detector
KR101312103B1 (en) Digital protection relay
US11372045B2 (en) Predictive maintenance of protective devices using wireless line sensors and systems
EP3923431A1 (en) Dc-overcurrent detector
CN110366765B (en) Circuit breaker
JP2667473B2 (en) Discharger electrode wear rate measuring device
JPWO2002037126A1 (en) Electronic watt-hour meter
JP6140674B2 (en) Circuit breaker and power supply system
JP5941968B2 (en) Power supply system and power supply method
JP5726995B2 (en) Protective relay device
KR20240127262A (en) Protection Relay Device
JP4389835B2 (en) Power monitoring device
EP1247318B1 (en) An improved electronic earth leakage current device
JPH01298915A (en) Frequency drop protection relay device
RU2011121565A (en) DIFFERENTIAL PROTECTION METHOD AND DIFFERENTIAL PROTECTION DEVICE