WO2023022580A1 - Method for protecting two parallel transmission lines - Google Patents

Method for protecting two parallel transmission lines Download PDF

Info

Publication number
WO2023022580A1
WO2023022580A1 PCT/KZ2021/000019 KZ2021000019W WO2023022580A1 WO 2023022580 A1 WO2023022580 A1 WO 2023022580A1 KZ 2021000019 W KZ2021000019 W KZ 2021000019W WO 2023022580 A1 WO2023022580 A1 WO 2023022580A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
line
currents
iref2
time
Prior art date
Application number
PCT/KZ2021/000019
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Бауыржан Ерболович МАШРАПОВ
Ризагуль Мегданиятовна МАШРАПОВА
Марк Яковлевич Клецель
Динара Амирбеккызы АМИРБЕК
Original Assignee
Некоммерческое Акционерное Общество "Торайгыров Университет"
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 Некоммерческое Акционерное Общество "Торайгыров Университет" filed Critical Некоммерческое Акционерное Общество "Торайгыров Университет"
Priority to PCT/KZ2021/000019 priority Critical patent/WO2023022580A1/en
Publication of WO2023022580A1 publication Critical patent/WO2023022580A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured

Definitions

  • the invention relates to the electric power industry, namely to relay protection technology, and can be used to protect two parallel lines from short circuits.
  • the disadvantage of this method is the need to perform a large number of operations and the associated difficulty of implementation and low reliability.
  • the disadvantage of this method is the limited sensitivity of the protection to short circuits on the lines.
  • the objective of the invention is to increase the sensitivity of protection by reducing the zone of cascade action.
  • the time t 3T 2 is counted after the instantaneous values of the currents ii or 12 reach the value i 3T i, the instantaneous values of the currents ii and 12 are compared with the second current standard i 3T 2 (1 3 t2>1 3 t1), the number of phases of each line is fixed , in which the currents are greater than or equal to i 3T 2, if At>t 3T i, then turn off the line in which the current reached i 3Ti first and during t 3T 2 reaches i 3T 2, if At ⁇ t 3T i, and the current in one line is greater than or equal to i 3T 2, and in the other less than i 3T 2, then turn off the line in which the current is greater than or equal to i 3T 2, if during the time t 3T 2 after the currents in the first (second) line reach the value i 3T i, they reach the value i 3T 2, and the currents in the second (
  • the currents in the same phases of the lines of the second current standard are controlled, which makes it possible to increase the current amplitude at which the time standard t 3Ti will be determined. This increase, in turn, leads to a decrease in the value of t 3T i, and thus provides a higher protection sensitivity.
  • the figure 1 shows a device that implements a method for protecting two parallel lines.
  • Figure 2 shows the time At in the event of a short circuit on the busbars of the receiving substation.
  • Figure 3 shows the time At with a short circuit on the first line.
  • the method for protecting two parallel lines can be implemented using a device (Fig. 1), which contains current sensors 1 (DT1), 2 (DT2), blocks 3 (BS1) and 4 (BS2) for comparing the instantaneous values of the current as it rises with the first current standard i 3T i, connected to current sensors 1 (DT1) and 2 (DT2), blocks 5 (BSZ) and 6 (BS4) for comparing instantaneous current values when it increases with the second current standard i 3T 2, connected to current sensors 1 (DT1) and 2 (DT2), blocks 7 (BOV1) and 8 (BOV2) of the time count t 3T 2 connected to blocks 3 (BS1) and 4 (BS2), block 9 (FO1) fixing the sequence of reaching currents ii and 12 i 3Ti values with outputs 10, 11, connected to blocks 3 (BS1) and 4 (BS2), block 12 (FO2) fixing the order in which currents ii and 12 reach values i 3Ti with outputs 13, 14, connected to blocks 3 (BS1) and 4 (BS2), blocks 15 (BIV
  • Time At allows you to determine the short circuit on the lines or not. This can be easily seen by comparing the At time shown in FIG. 2 and FIG. 3.
  • the difference in the measured currents (Fig. 2) is due only to the influence of the errors of the current sensors and the device. Therefore, the time At is insignificant and tends to zero with decreasing errors.
  • a short circuit on the lines for example, on the first one (Fig. 3), q>12, therefore ii reaches the value i 3Ti earlier than 12.
  • At increases significantly, and if it exceeds t 3T i, then the presence of damage on the lines is fixed.
  • the time t 3Ti is determined when flowing in current lines with an amplitude equal to i 3T 2, assuming that the currents are sinusoidal, and taking into account the influence of errors si and £2 of the current sensors and the device, according to the formula: where ti and t2 are the time from the moment the sinusoid passes through zero until the currents in the first and second lines reach the value i 3Ti ; k ots - detuning factor, taking into account calculation errors; w is the angular frequency.
  • the current value i 3T 2 must satisfy two conditions:
  • expression (1) will take the form: arc sin - - - - - - arcsinO, 5 2- (1- g )
  • the value of the zone / vd of the cascade action of protection in fractions of the length of the lines can be determined using the Mathcad program from the expression: where I is the amplitude value of the maximum current of a three-phase short circuit on the buses of the receiving substation; x - share / vd of the entire length of the line.
  • blocks 9 (FO1) and 12 (FO2) of fixing the order in which the currents ii and 12 reach the value i 3Ti determine that the current ii reached the value i 3Ti first
  • block 7 (BOV1) starts counting the time t 3T 2
  • block 15 (BIV1 ) measuring the time At and comparing it with the time standard t 3Ti
  • blocking block 16 (BIV2) measuring the time At and comparing it with the time standard t 3T i.
  • the time At which he measured, is equal to:
  • block 15 (BIV1) outputs a signal to the input of logic block 19 (BL1).
  • block 5 (BSZ) outputs signals to the inputs of the logic block 19 (BL1), which is triggered and delivers a signal through the OR element 21 (OR1) to the trip circuit of the first line circuit breaker.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to electrical engineering, and more particularly to protective relay technology, and can be used for protecting parallel transmission lines against short-circuiting. The technical result is more responsive protection. This is achieved in that a method for protecting two parallel transmission lines includes measuring the time tref2 after the instantaneous current values i1 or i2 reach the value iref1, comparing the instantaneous current values i1 and i2 with a second reference current iref2 (iref2>iref1), and registering, in each line, the number of phases in which the currents are greater than or equal to iref2; if ∆t≥tref1, then the line in which the current reached iref1 first and, during tref2, reaches iref2 is deactivated; if ∆t<tref1 and the current in one line is greater than or equal to iref2 and the current in the other line is less than iref2, then the line in which the current is greater than or equal to iref2 is deactivated; if, during the time tref2 after the currents have reached the value iref1 in the first (or second) line, said currents reach the value iref2 and the currents in the second (or first) line do not reach iref1, then the first (or second) line is deactivated.

Description

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ДВУХ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ METHOD FOR PROTECTING TWO PARALLEL LINES
Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты двух параллельных линий от коротких замыканий. The invention relates to the electric power industry, namely to relay protection technology, and can be used to protect two parallel lines from short circuits.
Известен способ защиты двух параллельных линий [Клецель М.Я. Принципы построения и модели дифференциальных защит электроустановок на герконах// Электротехника- 1991. -№10. - С. 47-50.], при котором измеряют мгновенные значения токов ii и 12 в одноименных фазах первой и второй линий при нарастании токов, и сравнивают ii и 12 с эталоном (током i3T). A known method of protecting two parallel lines [Kletsel M.Ya. Principles of construction and models of differential protection of electrical installations on reed switches // Electrical engineering - 1991. - No. 10. - S. 47-50.], in which the instantaneous values of currents ii and 12 are measured in the same phases of the first and second lines with increasing currents, and ii and 12 are compared with the standard (current i 3T ).
Недостатком этого способа является необходимость выполнять большое количество операций и связанные с этим трудность реализации и низкая надежность. The disadvantage of this method is the need to perform a large number of operations and the associated difficulty of implementation and low reliability.
Известен способ защиты двух параллельных линий [RU 2631679 МИК Н02Н 7/22, опубл. 26.09.2017], при котором измеряют мгновенные значения токов ii и 12 в одноименных фазах первой и второй линий при их нарастании, сравнивают эти значения с первым эталоном тока i3Ti, фиксируют очередность моментов достижения токами ii и 1г при их нарастании значения i3Ti, измеряют время At между моментом, когда ii=i3Ti, и моментом, когда i2=i3Ti, и сравнивают At с эталоном времени t3Ti . A known method of protecting two parallel lines [RU 2631679 MIC H02H 7/22, publ. 09/26/2017], at which the instantaneous values of currents ii and 12 are measured in the same phases of the first and second lines as they increase, these values are compared with the first current standard i 3T i, the sequence of moments when the currents ii and 1g are reached when they increase, the value i 3T i, measure the time At between the moment when ii=i 3T i and the moment when i2=i 3 Ti, and compare At with the time reference t 3Ti .
Недостатком этого способа является ограниченная чувствительность защиты к коротким замыканиям на линиях. The disadvantage of this method is the limited sensitivity of the protection to short circuits on the lines.
Задачей изобретения является повышение чувствительности защиты за счет уменьшения зоны каскадного действия. The objective of the invention is to increase the sensitivity of protection by reducing the zone of cascade action.
Это достигается тем, что в способе защиты двух параллельных линий, также как и в прототипе, измеряют мгновенные значения токов ii и 12 в одноименных фазах первой и второй линий при их нарастании, сравнивают эти значения с первым эталоном тока i3Ti, фиксируют очередность моментов достижения токами ii и 1г при их нарастании значения i3Ti, измеряют время At между моментом, когда ii=i3Ti, и моментом, когда i2=i3Ti, и сравнивают At с эталоном времени t3Ti. This is achieved by the fact that in the method of protecting two parallel lines, as well as in the prototype, they measure the instantaneous values of currents ii and 12 in the same phases of the first and second lines as they increase, compare these values with the first current standard i 3T i, fix the sequence of moments achievement by currents ii and 1r when they increase the value i 3T i, measure the time At between the moment when ii=i 3T i, and the moment when i2=i 3 Ti, and compare At with the time standard t 3T i.
Согласно изобретению, отсчитывают время t3T2 после достижения мгновенными значениями токов ii или 12 значения i3Ti, сравнивают мгновенные значения токов ii и 12 со вторым эталоном тока i3T2 (13т2>13т1), фиксируют количество фаз каждой линии, в которых токи больше или равны i3T2, если At>t3Ti, то отключают ту линию, ток в которой достиг i3Ti первым и в течение t3T2 достигает i3T2, если At<t3Ti, и ток в одной линии больше или равен i3T2, а в другой меньше i3T2, то отключают ту линию, ток в которой больше или равен i3T2, если в течение времени t3T2 после достижения токами в первой (второй) линии значения i3Ti, они достигают значения i3T2, а токи во второй (первой) линии не достигают i3Ti, то отключают первую (вторую) линию. According to the invention, the time t 3T 2 is counted after the instantaneous values of the currents ii or 12 reach the value i 3T i, the instantaneous values of the currents ii and 12 are compared with the second current standard i 3T 2 (1 3 t2>1 3 t1), the number of phases of each line is fixed , in which the currents are greater than or equal to i 3T 2, if At>t 3T i, then turn off the line in which the current reached i 3Ti first and during t 3T 2 reaches i 3T 2, if At<t 3T i, and the current in one line is greater than or equal to i 3T 2, and in the other less than i 3T 2, then turn off the line in which the current is greater than or equal to i 3T 2, if during the time t 3T 2 after the currents in the first (second) line reach the value i 3T i, they reach the value i 3T 2, and the currents in the second (first) line do not reach i 3T i, then turn off the first (second) line.
В заявляемом способе, в отличие от прототипа, контролируют достижение токами в одноименных фазах линий второго эталона тока, что позволяет увеличить амплитуду тока, при которой будет определяться эталон времени t3Ti . Это увеличение, в свою очередь, приводит к уменьшению величины t3Ti, и, тем самым, обеспечивает более высокую чувствительность защиты. In the claimed method, in contrast to the prototype, the currents in the same phases of the lines of the second current standard are controlled, which makes it possible to increase the current amplitude at which the time standard t 3Ti will be determined. This increase, in turn, leads to a decrease in the value of t 3T i, and thus provides a higher protection sensitivity.
На фигуре 1 представлено устройство, реализующее способ защиты двух параллельных линий. The figure 1 shows a device that implements a method for protecting two parallel lines.
На фигуре 2 представлено время At при коротком замыкании на шинах приемной подстанции. Figure 2 shows the time At in the event of a short circuit on the busbars of the receiving substation.
На фигуре 3 представлено время At при коротком замыкании на первой линии. Figure 3 shows the time At with a short circuit on the first line.
Способ защиты двух параллельных линий может быть реализован с помощью устройства (фиг. 1), которое содержит датчики тока 1 (ДТ1), 2 (ДТ2), блоки 3 (БС1) и 4 (БС2) сравнения мгновенных значений тока при его нарастании с первым эталоном тока i3Ti, подключенные к датчикам тока 1 (ДТ1) и 2 (ДТ2), блоки 5 (БСЗ) и 6 (БС4) сравнения мгновенных значений тока при его нарастании со вторым эталоном тока i3T2, подключенные к датчикам тока 1 (ДТ1) и 2 (ДТ2), блоки 7 (БОВ1) и 8 (БОВ2) отсчета времени t3T2, подключенные к блокам 3 (БС1) и 4 (БС2), блок 9 (ФО1) фиксации очередности достижения токами ii и 12 значения i3Ti с выходами 10, 11, подключенный к блокам 3 (БС1) и 4 (БС2), блок 12 (ФО2) фиксации очередности достижения токами ii и 12 значения i3Ti с выходами 13, 14, подключенный к блокам 3 (БС1) и 4 (БС2), блоки 15 (БИВ1), 16 (БИВ2) измерения времени At и сравнения его с эталоном времени t3Ti, подключенные к блокам 3 (БС1) и 4 (БС2), блоки 17 (КФ1) и 18 (КФ2) фиксации количества фаз первой и второй линий, в которых токи больше или равны i3T2, подключенные к блокам 5 (БСЗ) и 6 (БС4), блоки 19 (БЛ1) и 20 (БЛ2) логики, подключенные к блокам 5 (БСЗ), 7 (БОВ1), 9 (ФО1), 15 (БИВ1), 17 (КФ1) и 6 (БС4), 8 (БОВ2), 12 (ФО2), 16 (БИВ2), 18 (КФ2), элементы ИЛИ 21 (ИЛИ1), 22 (ИЛИ2), подключенные к блокам 19 (БЛ1), 20 (БЛ2). Сигналы на выходах 10 и 13 блоков 9 (ФО1) и 12 (ФО2) появляются, если первым достиг значения i3Ti ток ii (сработал блок 3 (БС1)), а на выходах 11 и 14 - если 12 (сработал блок 4 (БС2)). The method for protecting two parallel lines can be implemented using a device (Fig. 1), which contains current sensors 1 (DT1), 2 (DT2), blocks 3 (BS1) and 4 (BS2) for comparing the instantaneous values of the current as it rises with the first current standard i 3T i, connected to current sensors 1 (DT1) and 2 (DT2), blocks 5 (BSZ) and 6 (BS4) for comparing instantaneous current values when it increases with the second current standard i 3T 2, connected to current sensors 1 (DT1) and 2 (DT2), blocks 7 (BOV1) and 8 (BOV2) of the time count t 3T 2 connected to blocks 3 (BS1) and 4 (BS2), block 9 (FO1) fixing the sequence of reaching currents ii and 12 i 3Ti values with outputs 10, 11, connected to blocks 3 (BS1) and 4 (BS2), block 12 (FO2) fixing the order in which currents ii and 12 reach values i 3Ti with outputs 13, 14, connected to blocks 3 (BS1) and 4 (BS2), blocks 15 (BIV1), 16 (BIV2) for measuring the time At and comparing it with the time standard t 3T i, connected to blocks 3 (BS1) and 4 (BS2), blocks 17 (KF1) and 18 ( KF2) fixing the number of phases ne the first and second lines, in which the currents are greater than or equal to i 3T 2, connected to blocks 5 (BSZ) and 6 (BS4), blocks 19 (BL1) and 20 (BL2) of logic connected to blocks 5 (BSZ), 7 ( BOV1), 9 (FO1), 15 (BIV1), 17 (KF1) and 6 (BS4), 8 (BOV2), 12 (FO2), 16 (BIV2), 18 (KF2), elements OR 21 (OR1), 22 (OR2) connected to blocks 19 (BL1), 20 (BL2). Signals at outputs 10 and 13 of blocks 9 (FO1) and 12 (FO2) appear if the current ii reached the value i 3Ti first (block 3 (BS1) worked), and at outputs 11 and 14 - if 12 (block 4 (BS2) worked). )).
В качестве датчиков тока 1 (ДТ1), 2 (ДТ2) могут быть использованы катушки индуктивности, катушки Роговского, трансформаторы тока, герконы и т.д. В заявке использованы стандартные трансформаторы тока. Блоки 3 (БС1), 4 (БС2) и 5 (БСЗ), 6 (БС4) сравнения токов при их нарастании с первым и вторым эталонами тока, блоки 7 (БОВ1), 8 (БОВ2) отсчета времени t3T2, блоки 9 (ФО1), 12 (ФО2) фиксации очередности достижения токами ii и 12 значения i3Ti, блоки 15 (БИВ1), 16 (БИВ2) измерения времени At и сравнения его с эталоном времени t3Ti, блоки 17 (КФ1) и 18 (КФ2) фиксации количества фаз первой и второй линий, в которых токи больше или равны i3T2, блоки 19 (БЛ1) и 20 (БЛ2) логики могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53. As current sensors 1 (DT1), 2 (DT2), inductors, Rogowski coils, current transformers, reed switches, etc. can be used. In the application standard current transformers are used. Blocks 3 (BS1), 4 (BS2) and 5 (BSZ), 6 (BS4) comparing currents as they rise with the first and second current standards, blocks 7 (BOV1), 8 (BOV2) of the time count t 3T 2, blocks 9 (FO1), 12 (FO2) fixing the order in which currents ii and 12 reach values i 3T i, blocks 15 (BIV1), 16 (BIV2) measuring the time At and comparing it with the time standard t 3T i, blocks 17 (KF1) and 18 (KF2) fixing the number of phases of the first and second lines, in which the currents are greater than or equal to i 3T 2, logic blocks 19 (BL1) and 20 (BL2) can be performed on a 51 series microcontroller from atmel AT89S53.
Время At позволяет определить КЗ на линиях или нет. Это можно легко увидеть, сравнив время At, представленное на фиг. 2 и фиг. 3. При внешних КЗ разница в измеренных токах (фиг. 2) обусловлена лишь влиянием погрешностей датчиков тока и устройства. Поэтому время At незначительно и с уменьшением погрешностей стремится к нулю. При КЗ на линиях, например на первой (фиг. 3), ц>12, поэтому ii достигает значения i3Ti раньше, чем 12. В результате At значительно увеличивается, и если оно превышает t3Ti, то фиксируется наличие повреждения на линиях. Время t3Ti определяется при протекании в линиях тока с амплитудой равной i3T2, считая, что токи синусоидальные, и учитывая влияние погрешностей si и £2 датчиков тока и устройства, по формуле:
Figure imgf000005_0001
где ti и t2 - время с момента перехода синусоиды через ноль до момента достижения токами в первой и второй линиях значения i3Ti ; котс - коэффициент отстройки, учитывающий погрешности расчетов; со - угловая частота.
Time At allows you to determine the short circuit on the lines or not. This can be easily seen by comparing the At time shown in FIG. 2 and FIG. 3. With external short circuits, the difference in the measured currents (Fig. 2) is due only to the influence of the errors of the current sensors and the device. Therefore, the time At is insignificant and tends to zero with decreasing errors. With a short circuit on the lines, for example, on the first one (Fig. 3), q>12, therefore ii reaches the value i 3Ti earlier than 12. As a result, At increases significantly, and if it exceeds t 3T i, then the presence of damage on the lines is fixed. The time t 3Ti is determined when flowing in current lines with an amplitude equal to i 3T 2, assuming that the currents are sinusoidal, and taking into account the influence of errors si and £2 of the current sensors and the device, according to the formula:
Figure imgf000005_0001
where ti and t2 are the time from the moment the sinusoid passes through zero until the currents in the first and second lines reach the value i 3Ti ; k ots - detuning factor, taking into account calculation errors; w is the angular frequency.
Время t3T2 позволяет фиксировать, что ток в линии не достиг i3Ti или i3T2. При этом t3T2=5 мс, так как ток в каждую полуволну нарастает только в течение этого времени. Контроль времени t3T2 дает возможность срабатывать защите на отключение поврежденной линии при КЗ вблизи шин питающей подстанции и в зоне каскадного действия, когда ток в неповрежденной линии меньше i3Ti. Time t 3T 2 allows you to fix that the current in the line has not reached i 3Ti or i 3T 2. In this case, t 3T 2=5 ms, since the current in each half-wave increases only during this time. Time control t 3T 2 makes it possible to actuate the protection for disconnecting a damaged line in case of a short circuit near the busbars of the supply substation and in the zone of cascade action, when the current in the undamaged line is less than i 3T i.
Величина тока i3T2 должна удовлетворять двум условиям: The current value i 3T 2 must satisfy two conditions:
1. Быть больше амплитудного значения 1Наг.шах максимального тока нагрузки, чтобы защита не срабатывала ложно при отключении одной из линий с противоположной стороны: к»/ 2 ~ 1’ ' наглпах. ’ (2)1. To be greater than the amplitude value of 1 Hmax of the maximum load current, so that the protection does not work falsely when one of the lines is disconnected from the opposite side: k ”/ 2 ~ 1 ' nagpah. ' (2)
2. Быть как можно большей, чтобы время t3Ti было минимальным, и одновременно обеспечивать требуемый коэффициент чувствительности (кч=1,5) при КЗ на границе зоны каскадного действия после отключения поврежденной линии с приемной стороны, т.е. 1кд - амплитудное значение минимального тока в поврежденной линии при КЗ на границе зоны каскадного действия после ее отключения с приемной стороны (удобно принимать минимальный ток КЗ на шинах приемной подстанции, когда одна из линий отключена). 2. Be as large as possible so that the time t 3Ti is minimal, and at the same time provide the required sensitivity coefficient (k h \u003d 1.5) in case of short circuit at the border of the cascade action zone after disconnecting the damaged line from the receiving side, i.e. 1kd - amplitude value of the minimum current in the damaged line during a short circuit at the border of the cascade action zone after it is turned off on the receiving side (it is convenient to take the minimum short circuit current on the buses of the receiving substation when one of the lines is turned off).
Величина тока i3Ti, как показали расчеты, для обеспечения зоны каскадного действия не более 25% длины линий должна удовлетворять условию: i , < 0,5i 9 ; (4)The magnitude of the current i 3T i, as calculations have shown, to ensure the zone of cascade action of no more than 25% of the length of the lines must satisfy the condition: i , < 0.5i 9 ; (4)
Учитывая (4), выражение (1) примет вид: arc sin — — - - - arcsinO, 5 2- (1- г )
Figure imgf000006_0001
Taking into account (4), expression (1) will take the form: arc sin - - - - - arcsinO, 5 2- (1- g )
Figure imgf000006_0001
Величина зоны /вд каскадного действия защиты в долях от длины линий может быть определена с помощью программы Mathcad из выражения:
Figure imgf000006_0002
где I - амплитудное значение максимального тока трехфазного короткого замыкания на шинах приемной подстанции; х - доля /вд от всей длины линии.
The value of the zone / vd of the cascade action of protection in fractions of the length of the lines can be determined using the Mathcad program from the expression:
Figure imgf000006_0002
where I is the amplitude value of the maximum current of a three-phase short circuit on the buses of the receiving substation; x - share / vd of the entire length of the line.
Пусть две параллельные линии длиной 7=45 км, выполненные проводами сечением 120 мм2, по которым может протекать максимальный ток нагрузки с 1Наг.тах=409 А, питаются от силового трансформатора мощностью 40 MBA. Тогда, приняв сопротивление системы равным нулю, находим 1=1,4 кА, 1вд=1,23 кА, и из (3) и (4) i3T2=615 A, i3Ti=308 А. Приняв кс=1,3, щ=0, 1 и £2=0,05, из (5) получим t3Ti=284 мкс. Находим из (6) х=0,18. Let two parallel lines with a length of 7=45 km, made with wires with a cross section of 120 mm 2 , through which the maximum load current with 1 N ag.max=409 A can flow, are fed from a power transformer with a power of 40 MBA. Then, assuming the resistance of the system to be equal to zero, we find c=1.3, w=0.1 and £2=0.05, from (5) we obtain t 3T i=284 μs. We find from (6) x=0.18.
Отметим, что в способе защиты, принятом за прототип, имеется только одна уставка по току - i3Ti, которая отстраивается от 1Наг.шах, и время t3Ti выбирается при протекании в линиях тока с амплитудой равной 1, 15i3Ti. Выбор t3Ti при больших значениях амплитуды тока в линии может привести к ложному срабатыванию защиты при протекании тока l,15i3Ti. Из (5) при указанных котс и погрешностях, получим t3Ti=l,l 1 мс. Тогда из (6) для рассмотренных линий х=0,36, т.е. чувствительность защиты, принятой за прототип, ниже, чем у заявляемой. Note that in the protection method adopted for the prototype, there is only one current setting - i 3T i, which detunes from 1 N ag.shah, and the time t 3Ti is selected when flowing in current lines with an amplitude equal to 1, 15i 3T i. The choice of t 3Ti at large values of the current amplitude in the line can lead to false operation of the protection when the current l,15i 3T i flows. From (5) with the specified to ots and errors, we get t 3T i=l,l 1 ms. Then from (6) for the considered lines x=0.36, i.e. the sensitivity of the protection adopted for the prototype is lower than that of the claimed.
Устройство работает следующим образом. При трехфазном коротком замыкании (КЗ) на защищаемых линиях вне зоны каскадного действия, например, на первой на расстоянии 0,25/от шин приемной подстанции амплитуды токов в линиях равны ii=l,67 кА и 12=1 кА. Так как ii и 12 больше, чем i3Ti и i3T2, то блоки 3 (БС1), 4 (БС2) и 5 (БСЗ), 6 (БС4) сравнения токов с первым и вторым эталонами токов срабатывают. При этом блок 3 (БС1) выдает сигнал раньше, чем блок 4 (БС2), так как ток первой линии достигает значения i3Ti раньше. В результате блоки 9 (ФО1) и 12 (ФО2) фиксации очередности достижения токами ii и 12 значения i3Ti определяют, что первым достиг значения i3Ti ток ii, блок 7 (БОВ1) начинает отсчет времени t3T2, запускается блок 15 (БИВ1) измерения времени At и сравнения его с эталоном времени t3Ti и блокируется блок 16 (БИВ2) измерения времени At и сравнения его с эталоном времени t3Ti. После достижения током 12 значения i3Ti блок 4 (БС2) выдает сигнал и останавливает блок 15 (БИВ1). При этом время At, которое он измерил, равно: The device works as follows. In case of a three-phase short circuit (short circuit) on the protected lines outside the zone of cascade action, for example, at the first at a distance of 0.25 / from the busbars of the receiving substation, the amplitudes of the currents in the lines are equal to ii=l.67 kA and 12=1 kA. Since ii and 12 are greater than i 3Ti and i 3T 2, blocks 3 (BS1), 4 (BS2) and 5 (BSZ), 6 (BS4) for comparing currents with the first and second current standards are triggered. In this case, block 3 (BS1) gives a signal earlier, than block 4 (BS2), since the current of the first line reaches the value i 3Ti earlier. As a result, blocks 9 (FO1) and 12 (FO2) of fixing the order in which the currents ii and 12 reach the value i 3Ti determine that the current ii reached the value i 3Ti first, block 7 (BOV1) starts counting the time t 3T 2, block 15 (BIV1 ) measuring the time At and comparing it with the time standard t 3Ti and blocking block 16 (BIV2) measuring the time At and comparing it with the time standard t 3T i. After the current 12 reaches the value i 3Ti block 4 (BS2) issues a signal and stops block 15 (BIV1). In this case, the time At, which he measured, is equal to:
. 308 . 308 arcsin - arcsin -
Figure imgf000007_0001
. 308 . 308 arcsin - arcsin -
Figure imgf000007_0001
Так как At>t3Ti, то блок 15 (БИВ1) выдает сигнал на вход блока логики 19 (БЛ1). После достижения током ii значения i3T2, что происходит меньше, чем через t3T2=5 мс, блок 5 (БСЗ) выдает сигналы на входы блока логики 19 (БЛ1), который срабатывает и подает через элемент ИЛИ 21 (ИЛИ1) сигнал в цепь отключения выключателя первой линии. Since At>t 3T i, block 15 (BIV1) outputs a signal to the input of logic block 19 (BL1). After the current ii reaches the value i 3T 2, which occurs less than after t 3T 2=5 ms, block 5 (BSZ) outputs signals to the inputs of the logic block 19 (BL1), which is triggered and delivers a signal through the OR element 21 (OR1) to the trip circuit of the first line circuit breaker.
При трехфазном КЗ в зоне каскадного действия, например, на второй линии на расстоянии 0,1/ токи ii=l, 15 кА и 12=1,4 кА. При этом первым достигает значения i3Ti ток 12. Поэтому блок 4 (БС2) выдает сигнал раньше, чем блок 3 (БС1), и запускает блок 16 (БИВ2). Одновременно запускается блок 8 (БОВ2), отсчитывающий время t3T2, и в блоке 12 (ФО2) фиксируется, что первым сработал блок 4 (БС2). После достижения током ii значения i3Ti срабатывает блок 3 (БС1) и останавливает работу блока 16 (БИВ2). Время At=160 мкс меньше, чем t3Ti, и защита не срабатывает. После отключения выключателя второй линии с приемной стороны ii<i3T2, а 12=1,34 кА превышает i3T2. Пусть оказалось, что ii еще и меньше i3Ti. Тогда блоки 4 (БС2) и 6 (БС4) выдают сигналы, а блоки 3 (БС1) и 5 (БСЗ) - не выдают. В результате после завершения блоком 8 (БОВ2) отсчета времени t3T2 блок логики 20 (БЛ2) выдает через элемент ИЛИ 22 (ИЛИ2) сигнал на отключение второй линии. With a three-phase short circuit in the zone of cascade action, for example, on the second line at a distance of 0.1 / currents ii=l, 15 kA and 12=1.4 kA. In this case, current 12 reaches the value i 3Ti first. Therefore, block 4 (BS2) generates a signal earlier than block 3 (BS1) and starts block 16 (BIV2). At the same time, block 8 (BOV2) is started, counting the time t 3T 2, and in block 12 (FO2) it is recorded that block 4 (BS2) was the first to work. After the current ii reaches the value i 3Ti, block 3 (BS1) is activated and block 16 (BIV2) stops. The time At=160 µs is less than t 3T i and the protection fails. After switching off the switch of the second line on the receiving side, ii<i 3T 2, and 12=1.34 kA exceeds i 3T 2. Let it turn out that ii is also less than i 3T i. Then blocks 4 (BS2) and 6 (BS4) emit signals, while blocks 3 (BS1) and 5 (BSZ) do not. As a result, after the block 8 (BOV2) completes the countdown time t 3T 2, the logic block 20 (BL2) issues a signal through the OR element 22 (OR2) to turn off the second line.
Аналогично рассматривается поведение защиты в других режимах. Отметим, что оперативный ток в защиту подается, только если выключатели с питающей стороны обеих линий включены. The behavior of protection in other modes is considered similarly. Note that the operational current is supplied to the protection only if the switches on the supply side of both lines are turned on.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
Способ защиты параллельных линий, при котором измеряют мгновенные значения токов ii и 12 в одноименных фазах первой и второй линий при их нарастании, сравнивают эти значения с первым эталоном тока i3Ti, фиксируют очередность моментов достижения токами ii и 1г значения i3Ti, измеряют время At между моментом, когда ii=i3Ti, и моментом, когда i2=i3Ti , и сравнивают At с эталоном времени t3Ti, отличающийся тем, что отсчитывают время t3T2 после достижения мгновенными значениями токов ii или 12 значения i3Ti, сравнивают мгновенные значения токов ii и 12 со вторым эталоном тока i3T2 (i3T2>i3-ri), фиксируют количество фаз каждой линии, в которых токи больше или равны i3T2, если At>t3Ti, то отключают ту линию, ток в которой достиг 1Эт1 первым и в течение t3T2 достигает i3T2, если At<t3Ti, и ток в одной линии больше или равен i3T2, а в другой меньше i3T2, то отключают ту линию, ток в которой больше или равен i3T2, если в течение времени t3T2 после достижения токами в первой (второй) линии значения i3Ti, они достигают значения i3T2, а токи во второй (первой) линии не достигают i3Ti, то отключают первую (вторую) линию. A method for protecting parallel lines, in which the instantaneous values of currents ii and 12 are measured in the same phases of the first and second lines as they increase, these values are compared with the first current standard i 3T i, the sequence of moments when currents ii and 1g reach values i 3T i is fixed, time At between the moment when ii=i 3 Ti and the moment when i2=i 3 Ti , and compare At with the time standard t 3T i, characterized in that the time t 3T 2 is counted after the instantaneous values of the currents ii or 12 reach the value i 3T i, compare the instantaneous values of currents ii and 12 with the second current standard i 3T 2 (i 3 T2>i 3 -ri), fix the number of phases of each line in which the currents are greater than or equal to i 3T 2, if At>t 3T i, then turn off that line, the current in which reached 1 E t1 first and during t 3T 2 reaches i 3T 2, if At<t 3T i, and the current in one line is greater than or equal to i 3T 2, and in the other is less than i 3T 2, then the line is switched off, the current in which is greater than or equal to i 3T 2, if during the time t 3T 2 after it is reached If the currents in the first (second) line of the value i 3T i, they reach the value i 3T 2, and the currents in the second (first) line do not reach i 3T i, then the first (second) line is switched off.
6 6
PCT/KZ2021/000019 2021-08-17 2021-08-17 Method for protecting two parallel transmission lines WO2023022580A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KZ2021/000019 WO2023022580A1 (en) 2021-08-17 2021-08-17 Method for protecting two parallel transmission lines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KZ2021/000019 WO2023022580A1 (en) 2021-08-17 2021-08-17 Method for protecting two parallel transmission lines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023022580A1 true WO2023022580A1 (en) 2023-02-23

Family

ID=85240886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KZ2021/000019 WO2023022580A1 (en) 2021-08-17 2021-08-17 Method for protecting two parallel transmission lines

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023022580A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1724597A2 (en) * 2005-05-17 2006-11-22 ABB Oy System and method for determining location of phase-to-earth fault
EP2514059B1 (en) * 2009-12-16 2016-06-15 Siemens Aktiengesellschaft Protection for parallel lines in an electrical power supply system
RU2631679C1 (en) * 2016-09-12 2017-09-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of parallel lines protection
RU2640353C1 (en) * 2016-09-12 2017-12-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of protection from the receiving side of two parallel lines with one-sided power supply

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1724597A2 (en) * 2005-05-17 2006-11-22 ABB Oy System and method for determining location of phase-to-earth fault
EP2514059B1 (en) * 2009-12-16 2016-06-15 Siemens Aktiengesellschaft Protection for parallel lines in an electrical power supply system
RU2631679C1 (en) * 2016-09-12 2017-09-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of parallel lines protection
RU2640353C1 (en) * 2016-09-12 2017-12-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of protection from the receiving side of two parallel lines with one-sided power supply

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101900771B (en) RCD (Residual Current Device) detection device and detection method
KR101399922B1 (en) Current transformer protector
CN107449998B (en) Interference arc identification unit
CN109451770B (en) Fault arc identification unit
JP6573571B2 (en) Electric leakage relay, electric leakage breaker and control method thereof
US20160315462A1 (en) Digital current leakage breaker
US20200328584A1 (en) Arcing fault recognition unit
CN102104242A (en) Differential protection device and method thereof, and electric device with the same
KR101836949B1 (en) Current sensor device Detectable of Overcurrent and Leakage current
US11088526B2 (en) Arcing fault recognition unit
WO2023022580A1 (en) Method for protecting two parallel transmission lines
RU2638299C2 (en) Device for protection of windings of one-phase transformer from damages
US20020180444A1 (en) Residual-current circuit breaker and a method for testing the reliability perfromance of a residual-current circuit breaker
KR101473109B1 (en) Current transformer protector
JPH08205377A (en) Protective device for feeding equipment
AU2019447727B2 (en) Electric line (L) protection device for detecting a leakage fault, a short-circuit, fault, an overcurrent fault and an arc fault
JP6116499B2 (en) Circuit breaker
RU2422965C1 (en) Method to protect furnace transformer with phases arranged at lower voltage side such as group of separate conductors
RU2631679C1 (en) Method of parallel lines protection
US20200153238A1 (en) Integrated fault current rise limiter and fault detection device for dc microgrids
Vukolov et al. Improvement of algorithms for voltage circuits fault detection in relay protection terminal of 6-35 kV electrical networks
GB2580206A (en) Protective switching device for a low-voltage circuit for identifying series arcing faults
RU2244992C1 (en) Device for detecting single-phase ground faults in insulated-neutral networks
RU2713204C1 (en) Method of protecting a single-phase furnace transformer with a short network in form of a group of buses from electrical damages
EP3923431A1 (en) Dc-overcurrent detector

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21954357

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE