Способ ограничения токов короткого замыкания и переходных восстанавливающихся напряжений в электрических сетях высокого напряжения

Авторы патента:

H02H3/16 - реагирующие на ток замыкания на землю, на корпус или на массу (с устройствами для балансной или дифференциальной защиты H02H 3/26)

Владельцы патента RU 2515272:

Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" (RU)
Открытое акционерное общество "Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ" (RU)

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение максимального значения тока в аварийном присоединении, уменьшение времени существования короткого замыкания и, как следствие, ограничение переходных восстанавливающихся напряжений. Согласно способу фиксируют возрастание тока, протекающего через выключатель присоединения, до значения, превышающего коммутирующую способность выключателя, шунтируют присоединение, затем отключают выключатель, после чего дешунтируют присоединение. После указанной фиксации блокируют действие релейной защиты на выключатель, а его отключение и дешунтирование присоединения производят после проверки наличия шунтирующего тока и проверки отсутствия тока через выключатель соответственно. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике, и может быть использовано для защиты выключателей распределительных устройств сетей высокого напряжения от токов короткого замыкания, превышающих отключающую способность выключателей.

Известны способы защиты электрооборудования в сетях с большими токами короткого замыкания [RU 2399136] и [RU 2366055].

Согласно способу [RU 2366055], принятому за прототип, при возникновении короткого замыкания в любом из присоединений фиксируют значения параметров, опасных для высоковольтного оборудования: при превышении значения тока в каждом из присоединений выше заданного или снижении значения напряжения ниже заданного и срабатывании релейной защиты любого из присоединений шунтируют короткое замыкание и отключают присоединения, в которых величина тока ниже заданной, после чего осуществляют дешунтирование.

Общим недостатком указанных способов является отсутствие ограничения ударного тока короткого замыкания в присоединениях, а также значительное увеличение времени существования короткого замыкания, поскольку в них ограничение токов и напряжений начинается после получения сигнала от релейной защиты.

Целью изобретения является снижение максимального значения тока в аварийном присоединении и уменьшение времени существования короткого замыкания.

Предметом изобретения является способ ограничения токов короткого замыкания и переходных восстанавливающихся напряжений в электрических сетях высокого напряжения, при котором фиксируют возрастание тока, протекающего через выключатель присоединения, до значения, превышающего коммутирующую способность выключателя, шунтируют присоединение, затем отключают выключатель, после чего дешунтируют присоединение, отличающийся тем, что после указанной фиксации блокируют действие релейной защиты на выключатель, а его отключение и дешунтирование присоединения производят после проверки наличия шунтирующего тока и проверки отсутствия тока через выключатель соответственно.

Это позволяет получить вышеуказанный технический результат.

Осуществление предлагаемого способа иллюстрирует фиг.1.

На фиг.1 показаны токовые пусковые органы 1 и 2, через которые проходят выходные цепи релейных защит 3 и 4. Органы 1 и 2 и релейные защиты 3 и 4 подключены к электромагнитным измерительным трансформаторам тока 5, 6 и 7, 8, которые установлены в присоединениях, коммутируемых выключателями 9 и 10 соответственно. Шунтирующее устройство 11 подключено к сборным шинам подстанции. Электромагнитные измерительные трансформаторы 12, 13 тока включены между выводами фаз шунтирующего устройства 11 и шиной заземления 14. К электромагнитному измерительному трансформатору 12 тока подключен системный блок 15 управления, к электромагнитному измерительному трансформатору 13 подключена дифференциальная защита 16 шин. Блок 15 связан с токовыми пусковым органами 1, 2 и шунтирующим устройством 11.

Способ с учетом его развития осуществляют следующим образом.

Токовые пусковые органы 1, 2 контролируют ток в защищаемых присоединениях, измеряемый трансформаторами 5, 6, и срабатывают при превышении током в контролируемых присоединениях отключающей способности выключателей присоединений.

Например, если ток короткого замыкания на присоединении с выключателем 9 превысит отключающую способность этого выключателя, сработает токовый пусковой орган 1, который до достижения током короткого замыкания ударного значения сформирует и подаст в системный блок 15 сигнал включения шунтирующего устройства. Этот сигнал блокирует прохождение от релейной защиты 3 сигнала отключения выключателя 9. После получения сигнала включения шунтирующего устройства 11 системный блок 15 формирует длительно действующий сигнал включения шунтирующего устройства 11. Шунтирующее устройство 11, пока существует сигнал его включения от системного блока управления 15, обеспечивает непрерывное протекание тока.

После успешного включения шунтирующего устройства 11, которое фиксируется в системном блоке 15 на основании наличия сигналов тока от электромагнитного измерительного трансформатора тока 12, системный блок 15 формирует сигнал отключения выключателя 9 поврежденного присоединения. Этот сигнал передается в токовый пусковой орган 1, который с помощью промежуточного реле воздействует на цепи отключения выключателя 9 поврежденного присоединения. Выключатель 9 поврежденного присоединения отключается в облегченных условиях, так как во время работы шунтирующего устройства 11 обеспечивается шунтирование поврежденного присоединения и снижение уровня переходных восстанавливающихся напряжений. Отключение выключателя 9 поврежденного присоединения фиксируется в токовом пусковом органе 1 этого присоединения, который выдает сигнал об успешном отключении выключателя 9 в системный блок 15. Системный блок 15, получив сигнал об успешном отключении выключателя 9 поврежденного присоединения, снимает сигнал включения шунтирующего устройства 11. После снятия сигнала включения с шунтирующего устройства 11 ток через него прекращается за время не более 20 мс.

Состояние шунтирующего устройства 11 контролируется в системном блоке 15 по наличию тока в электромагнитном измерительном трансформаторе 12. При отказе шунтирующего устройства 11 системный блок 15 формирует сигнал отказа шунтирующего устройства 11, который может быть использован, например, для отключения шин через выходные цепи дифференциальной защиты 16 шин.

Дифференциальная защита 16 шин обеспечивает защиту элементов шунтирующего устройства 11, контролируя ток в электромагнитном измерительном трансформаторе 13.

Для обеспечения надежного функционирования системы во всех режимах работы предусматривается непрерывный контроль работоспособности элементов токовых пусковых органов 1, 2, системного блока управления 15, каналов связи, по которым передаются команды управления.

Способ ограничения токов короткого замыкания и переходных восстанавливающихся напряжений в электрических сетях высокого напряжения, при котором фиксируют возрастание тока, протекающего через выключатель присоединения, до значения, превышающего коммутирующую способность выключателя, шунтируют присоединение, затем отключают выключатель, после чего дешунтируют присоединение, отличающийся тем, что после указанной фиксации блокируют действие релейной защиты на выключатель, а его отключение и дешунтирование присоединения производят после проверки наличия шунтирующего тока и проверки отсутствия тока через выключатель соответственно.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия и надежности.

Способ определения поврежденного присоединения на секции шин трехфазной сети с изолированной нейтралью при однофазных замыканиях на землю // 2484570

Устройство для защиты от замыкания на землю в сети с компенсированной нейтралью // 2481687

Изобретение относится к области релейной защиты и может быть использовано для защиты от замыканий на землю линий, подключенных к сетям с компенсированной нейтралью.

Устройство селективного контроля и защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью // 2473158

Изобретение относится к устройствам контроля сопротивления изоляции и защитного отключения в электрических сетях с изолированной нейтралью. .

Способ и устройство быстрой разблокировки дистанционной защиты при качании мощности в энергосистеме // 2471274

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты энергетической системы. .

Устройство управления взрывным размыкателем // 2466486

Изобретение относится к прикладной электротехнике. .

Устройство для контроля процессов утечки в проводнике системы среднего или высокого напряжения // 2462803

Изобретение относится к устройству для контроля процессов утечки в проводнике системы среднего или высокого напряжения, которое содержит, по меньшей мере, один преобразователь, который предназначен для определения протекающего в проводнике тока, причем упомянутый, по меньшей мере, один преобразователь соединен с контролирующим устройством для контроля процесса утечки.

Способ и система для ограничения тока в генераторе переменного тока // 2461112

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических генераторных системах для ограничения тока генератора. .

Способ дистанционной идентификации опоры с замыканием на землю в сетях с изолированной нейтралью посредством спутниковой навигации // 2461109

Изобретение относится к электрическим сетям и предназначено для дистанционной идентификации опоры с замыканием на землю (ЗНЗ) в сетях с изолированной нейтралью посредством спутниковой навигации.

Регистратор величины тока замыкания на землю для опор линии электропередачи // 2457595

Изобретение относится к релейной защите и автоматике сельских электрических сетей и может быть использовано для регистрации величины тока замыкания на землю (ЗНЗ) по заземляющему устройству железобетонной опоры линии электропередачи (ЛЭП) и отчетливого визуального отображения данного факта на безопасное расстоянии от опоры.

Способ выявления участка повреждения при коротких замыканиях на кабельно-воздушной линии электропередачи постоянного тока // 2518050

Использование - в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы ППТ. Способ заключается в регистрации формы кривой напряжения поврежденного полюса передачи, определении временного интервала снижения напряжения полюса ниже уставки Uyст до 0, сравнении этого временного интервала с заданной уставкой tкл, при превышении которой происходит формирование выходного сигнала первого канала защиты о выявлении повреждения на воздушном участке, а при значении временного интервала, меньше либо равного tкл, - формирование выходного сигнала первого канала защиты о выявлении повреждения на кабельном участке линии постоянного тока; вычислении частотной составляющей изменения напряжения с наибольшей амплитудой по первым точкам перехода кривой напряжения через 0, сравнении этой частотной составляющей с заданной уставкой fminКЛ, при превышении которой формируется сигнал второго канала защиты о выявлении повреждения на кабельном участке, при значениях частотной составляющей, меньшей либо равной fminКЛ, но большей, чем fminВЛ, происходит формирование сигнала второго канала защиты о выявлении повреждения на воздушном участке линии постоянного тока. Формирование выходного сигнала защиты на отключение соответствующей полуцепи без АПВ производится при одновременном появлении сигналов первого и второго каналов, фиксирующих выявление повреждений на кабельном участке линии. Формирование сигнала на отключение полуцепи с АПВ происходит при одновременном появлении сигналов первого и второго каналов, фиксирующих повреждение на воздушном участке линии. 5 ил.

Способ токовой защиты трехфазной сети от однофазных замыканий на землю // 2527075

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении селективности и надежности защиты. В способе в качестве контролируемой электрической величины используют ток обратной последовательности защищаемых линий, который выделяют путем измерения или вычисления, как симметричную составляющую трехфазной системы токов линии. Измерения или вычисления тока обратной последовательности ведут непрерывно до и после возникновения замыкания на землю для всех защищаемых линий. В качестве входного параметра на срабатывание защиты используют приращение тока обратной последовательности, которое определяют сразу же после возникновения замыкания путем вычитания из текущего значения тока обратной последовательности запомненного ранее до замыкания на землю аналогичного значения тока обратной последовательности. 1 ил.

Способ и устройство для настройки системы защиты от замыкания в трехфазной электрической сети // 2529490

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности и чувствительности защиты. Способ включает: выявление замыкания в трехфазной электрической сети; определение значения величины направленного фазора в точке измерения в трехфазной электрической сети и сравнение определенного значения величины направленного фазора с заранее заданными границами на комплексной плоскости. Согласно изобретению определяют, на основе вышеуказанного сравнения, нейтральное состояние заземления электрической сети и применяют одну или более настроек системы защиты от замыкания на землю на основе вышеуказанного определенного нейтрального состояния заземления электрической сети. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью // 2529541

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности и надежности функционирования устройства защиты. Устройство содержит кольцеобразный магнитопровод, охватывающий проводники сети и реле тока. При этом кольцеобразный магнитопровод имеет поперечный воздушный зазор с перпендикулярным ему тангенциальным сквозным отверстием и радиальное несквозное отверстие, ось вращения которого проходит через середину этого зазора, а реле тока выполнено в виде геркона и постоянного магнита в тангенциальном сквозном и радиальном несквозном отверстиях соответственно, при этом постоянный магнит может поворачиваться вокруг оси радиального отверстия, а контакты геркона подключены к отключающей цепи выключателя или сигнализации. 2 ил.

Способ селективной защиты от замыканий на землю в электрической сети с малыми токами замыкания на землю // 2529684

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Согласно способу измеряются токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений, выбираются токи присоединений, превышающие минимальный установленный уровень, определяются фазовые сдвиги токов нулевой последовательности всех отходящих присоединений относительно базового сигнала, выявляется сигнал с минимальным фазовым сдвигом относительно базового сигнала, принимается решение о том, что фидер, в котором ток имеет минимальный фазовый сдвиг, является поврежденным, при этом суммируются мгновенные значения токов нулевой последовательности всех присоединений, и из этой суммы формируется базовый сигнал. При наличии в сети заземляющего реактора, резистора или их комбинации измеряется ток в заземляющей цепи, и этот ток в заземляющей цепи, принимается в качестве базового сигнала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ диагностики и направленной защиты от однофазных замыканий в электрических сетях // 2530736

Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение устойчивости функционирования в условиях воздействия шумов и помех. Согласно способу измеряют мгновенные значения тока нулевой последовательности и скорости нарастания мгновенных значений напряжения нулевой последовательности переходного процесса в момент нарушения изоляции фазы сети на землю. Вычисляют интегральную величину, рассчитанную в интервале времени срабатывания защиты. Выдают командное воздействие на исполнительные органы защиты при превышении интегральной величиной заданного значения. Формируют взаимную корреляционную функцию совокупностей мгновенных значений тока нулевой последовательности и скорости нарастания напряжения нулевой последовательности. Состояние изоляции диагностируют при неустойчивых однофазных замыканиях на землю по числу нарушений изоляции, фиксируемых при превышении интегральной величиной заданного значения. В течение интервала времени срабатывания защиты накапливают сформированные значения взаимной корреляционной функции совокупностей мгновенных значений тока нулевой последовательности и скорости нарастания напряжения нулевой последовательности, а в качестве интегральной величины выбирают накопленные значения взаимной корреляционной функции совокупностей мгновенных значений тока нулевой последовательности и скорости нарастания напряжения нулевой последовательности. 3 ил.

Способ определения поврежденной линии в компенсированной трехфазной сети // 2535298

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите электрических сетей напряжением 6-35 кВ с компенсированной нейтралью, и предназначено для селективного определения поврежденной линии среди других линий сети при возникновении однофазного замыкания на землю (ОЗЗ). Согласно способу одновременно измеряют токи нулевой последовательности защищаемых линий сети и ток компенсирующего реактора с помощью датчиков тока с идентичными амплитудно-частотными характеристиками. Затем из результатов измерений отфильтровывают первую гармонику, получают амплитудно-частотные спектры гармоник измеренных токов и амплитудно-частотный спектр тока компенсирующего реактора. Сравнивают амплитудно-частотные спектры токов всех линий со спектром тока реактора и при совпадении амплитудно-частотного спектра тока одной из защищаемых линий сети с амплитудно-частотным спектром тока компенсирующего реактора по группе гармоник, принадлежащих току реактора, фиксируют поврежденную линию. Техническим результатом является селективная защита электрических сетей от ОЗЗ и достоверное определение поврежденной линии среди других линий сети. 1 ил.

Способ определения места возникновения однофазного замыкания на землю для воздушных линий электропередачи в сетях с изолированной нейтралью // 2536168

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности электроснабжения потребителей. Способ заключается в контроле напряжения на шинах распределительного устройства, и установке на опорах ВЛЭП регистраторов для сигнализации протекания тока ОЗЗ, при этом контролируют фазное напряжение на шинах распределительного устройства, регистраторы оснащают блоком контроля и сигнализации (БКС), токоограничивающим сопротивлением и высоковольтным тиристором, управляемым сигналами, сформированными БКС, индивидуальными для каждой опоры ВЛЭП, при этом, факт протекания тока ОЗЗ по опоре ВЛЭП сигнализируют дистанционно по характеру изменения фазного напряжения на шинах распределительного устройства, обусловленному индивидуальным повторно-кратковременным шунтированием токоограничивающего сопротивления посредством управляемого высоковольтного тиристора. 2 ил.

Устройство общесекционной защиты трехфазной сети от однофазных замыканий на землю // 2538767

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты трехфазной сети с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ), а также может быть использовано в сетях, где нейтраль заземлена через резистор, дугогасящий реактор или комбинированно. Технический результат - обеспечение высокой селективности и надежности выявления поврежденной линии в сети. Технический результат достигается за счёт введения дополнительного вычислительного модуля для вычисления на заданном ограниченном по длительности интервале осреднения Θзад<1 мс интегрального среднего значения броска переменной составляющей мгновенной мощности трехфазной линии и одновременного определения знака этого броска при перемежающемся замыкании, дополнительного пускового органа защиты, выполненного в виде таймера-задатчика начала отсчета и длительности интервала осреднения броска мощности, а в исполнительный орган защиты введен дополнительный логический максиселектор-анализатор для выявления наибольшей величины среднего значения броска мгновенной мощности линии и одновременного определения противоположности знака этого броска по отношению к аналогичным броскам мощности на других линиях сети. Для каждой защищаемой линии применен релейный исполнительный орган защиты, реализующий логическую функцию «ИЛИ», для обеспечения функции совместимости контроля как устойчивых, так и перемежающихся замыканий. 1 ил.

Способ определения интервалов однородности электрической величины // 2540267

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в релейной защите и автоматике. Технический результат - повышение чувствительности при обработке электрической величины с высокой частотой измерений и возможность выявления и корректировки измерения электрической величины с выбросами. В способе измеряют электрическую величину в равномерно фиксированные моменты времени, настраивают адаптивный фильтр на подавление электрической величины, формируют выходной сигнал настроенного фильтра путем обработки последующих после настройки измерений электрической величины и подают его на вход исполнительного реле и по возврату исполнительного реле фиксируют начало нового и окончание предыдущего интервалов однородности электрической величины. Из измерений электрической величины составляют равномерно сдвинутые во времени децимированные сигналы с фиксированным шагом децимации так, чтобы наложение всех децимированных сигналов на одну временную ось давала измерения электрической величины. Настраивают адаптивный фильтр на подавление одного из децимированных сигналов, формируют копии настроенного адаптивного фильтра по числу децимированных сигналов, определяют выходные сигналы копий фильтров при обработке своих децимированных сигналов и подают их на исполнительное реле. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.