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



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

 


Владельцы патента RU 2529684:

Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") (RU)

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.

 

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности, к релейной защите, обеспечивающей выявление присоединений с однофазным замыканием на землю в электрической сети с изолированной или заземленной через индуктивное, активное или активно-индуктивное сопротивление нейтралью.

В релейной защите используется способ определения поврежденного присоединения при однофазных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор, основанный на сравнении величин токов нулевой последовательности в каждом фидере [1]. Но токи, возникающие при замыкании на землю на поврежденных и неповрежденных элементах, особенно в компенсированной сети, обладают недостаточно четкими и устойчивыми различиями.

Также известен способ направленной защиты от однофазных замыканий на землю в распределительных сетях переменного тока, который реализован в устройстве для направленной защиты нулевой последовательности от однофазных замыканий на землю [2]. В соответствии со способом измеряют разность фаз между сигналами тока и напряжения нулевой последовательности на рабочей частоте сети, сравнивают результаты измерений с заданным интервалом углов сдвига фаз. Указанный способ имеет такой недостаток, как низкая надежность цепей напряжения, при неисправности которых метод теряет свойство направленности.

Наиболее близким техническим решением является способ быстродействующей селективной защиты от однофазных замыканий на землю [3], использующий только направления токов нулевой последовательности присоединений относительно тока питающего фидера. При этом отсутствует необходимость в непосредственном измерении величины токов и выборе соответствующих уставок, как это принято в других защитах. Суть алгоритма заключается в том, что знаки тока нулевой последовательности в отходящих присоединениях по отношению к знаку тока питающего фидера, кодируются как логическая единица при совпадении знаков сравниваемых токов или как логический ноль при их не совпадении или малом уровне токов присоединений.

Мгновенные значения сигналов от датчиков тока нулевой последовательности отходящих линий перемножаются с мгновенным значением от датчика тока нулевой последовательности, питающего узел линии. Время интегрирования выбирается из условия отстройки от помех, например, вызванных коммутациями сети. Положительный сигнал на выходе указывает на совпадение знаков токов, отрицательный - на их несовпадение. Кодирование сигналов осуществляется путем сравнения каждого с уставкой небаланса тока нулевой последовательности, выбранной в зависимости от типа датчиков, и параметров защищаемой распределительной сети. Если значение сигнала меньше или равно уставке, то он принимается равным нулю, если больше, то сигнал нормируется до значения 1. Поврежденным считается отходящий фидер, кодирование результата произведения которого дает единицу при условии, что кодирование остальных дает нуль.

Однако известный способ не позволяет выявить поврежденное присоединение при потере питания со стороны ввода, ток которого используется как базовый сигнал, или переводе питания на другой источник, устройство теряет свою функцию направленности. При потере направленности защита может некорректно сработать при замыкании на землю на одном из присоединений, т.к. токи, возникающие при замыкании на землю на поврежденных и неповрежденных элементах, особенно в компенсированной сети, обладают недостаточно четкими и устойчивыми различиями.

Целью предложенного способа является повышение надежности направленной защиты от замыканий на землю за счет использования независимого базового сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что при определении присоединения с однофазным замыканием на землю для оценки фазовых сдвигов токов нулевой последовательности присоединений используется специальный базовый сигнал. Если сеть выполнена с изолированной нейтралью, то за специальный базовый сигнал принимается сумма мгновенных значений тонов нулевой последовательности всех отходящих присоединений данной секции. Если нейтраль заземлена через активное, индуктивное или активно-индуктивное сопротивление, то за базовый сигнал принимается ток цепи заземления.

Данный способ позволяет обходиться без введения в устройство дополнительного сигнала напряжения либо тока питающего фидера, относительно которого определяется фаза тока каждого фидера, что позволяет повысить надежность устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема способа определения поврежденного присоединения, состоящая из блока 1 аналого-цифрового преобразователя, который преобразует вторичные токи (i0_1- i0_n) трансформаторов тока {ТА1-ТАn) всех фидеров в цифровой сигнал, блока 2 определения действующих значений (l0_1- l0_ n) и фаз сигналов (φ0_10_ n), блока 3 пускового органа, блока 4 выбора сигналов с величиной выше минимального заданного уровня, блока 5 формирования виртуального базового сигнала, блока 6 определения сигнала с минимальным фазовым сдвигом относительно базового сигнала.

На фиг.2 изображена векторная диаграмма нахождения базового сигнала.

На фиг.3 приведена векторная диаграмма определения фазовых сдвигов токов фидеров относительно виртуального базового сигнала.

Токи всех фидеров в блоке 1 преобразуются в цифровые сигналы. В блоке 2 определяются действующие значения токов и фазы сигналов всех фидеров.

Блок 3 является пусковым органом. При превышении одним из токов уровня уставки, соизмеримой с током однофазного замыкания, на землю подается сигнал на определение поврежденного присоединения.

Далее в блоке 4 выделяются сигналы, уровень которых выше заданного минимального уровня. Из этих сигналов путем сложения их мгновенных значений в блоке 5 формируется виртуальный базовый сигнал IΣ.

В блоке 6 определяется сигнал, фазовый сдвиг которого имеет минимальное значение относительно виртуального базового сигнала. Фидер с этим током считается поврежденным. Если значение фазового сдвига превышает 180°, то он не является минимальным и его значение заменяется на значение (360-φ)°. Фидер, фазовый сдвиг сигнала которого имеет наименьшее значение относительно базового сигнала, является поврежденным.

Использование предлагаемого способа определения поврежденного фидера при однофазном замыкании на землю позволяет повысить надежность функционирования защиты в условиях, когда возможны повреждения цепей напряжения и перевод питания контролируемых присоединений на другой источник. Кроме этого отсутствует необходимость в датчике тока нулевой последовательности и сигнального кабеля питающего фидера.

Источники информации

1. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. Для вузов - 3-е изд. - М.: Высш.Шк., 1991, с.213.

2. Авторское свидетельство, СССР, №792421, H02H 3/16, 1980.

3. Патент РФ №2410812, Н02Н 3/16, 10.03.2009.

1. Способ определения поврежденного фидера при однофазном замыкании на землю в сети с малыми токами замыкания на землю, в котором 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, отличающийся тем, что суммируются мгновенные значения токов нулевой последовательности всех отходящих присоединений и из этой суммы формируется базовый сигнал.

2. Способ определения поврежденного фидера при однофазном замыкании на землю в сети с малыми токами замыкания на землю, отличающийся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности и надежности функционирования устройства защиты.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности и чувствительности защиты.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении селективности и надежности защиты.

Использование - в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы ППТ.

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.

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

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

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - обеспечение селективности защиты и повышение надежности и быстродействия. Согласно способу осуществляется определение наличия короткого замыкания на контролируемом фидере путем определения направления мощности нулевой последовательности в первый момент пробоя. В качестве исходных данных используются сигналы тока и напряжения нулевой последовательности. Далее осуществляется расчет производной комплексной мощности нулевой последовательности, причем расчет осуществляется однократно для составляющей промышленной частоты в первый момент пробоя, который детектируется по превышению мгновенным значением тока или напряжения нулевой последовательности заданной величины. При этом по направлению производной комплексной мощности нулевой последовательности определяется и сохраняется направление короткого замыкания на контролируемом фидере. Вдобавок осуществляется дополнительный контроль превышения действующим значением напряжения нулевой последовательности заданной величины с выдержкой времени, равной в один или более периодов промышленной частоты, таким образом, что по окончании выдержки времени и при условии сохраненного направления короткого замыкания на контролируемом фидере осуществляется формирование сигнала срабатывания защиты. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для защиты приемников электрической энергии от аварийных значений напряжений в электрических сетях. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости устройства к сетевым импульсным помехам и гибкости его функционирования, сокращении времени и упрощении процедуры задания верхнего и нижнего порогов срабатывания устройства. Для этого заявленное устройство по напряжению содержит электрически связанные выпрямитель напряжения сети, делитель напряжения, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, электронный цифровой коммутатор, узел индикации, узел коммутации. В качестве выпрямителя напряжения сети используется двухполупериодный выпрямитель напряжения электрической сети, в качестве аналого-цифрового преобразователя используется аналого-цифровой преобразователь, встроенный в микропроцессор. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в линиях постоянного тока высокого напряжения, к которой через автономный преобразователь подключена сеть переменного тока. Технический результат - повышение надежности устранения неисправности в линии постоянного тока высокого напряжения. Для того чтобы иметь возможность устранять неисправность в линии (19) постоянного тока высокого напряжения с сетью (17) переменного напряжения, подключенной через автономный преобразователь (1) переменного тока, надежно со сравнительно невысокими затратами посредством управления по меньшей мере одним Н-мостовым подмодулем (36, 37, 38; 39, 40, 41) в фазных ветвях (4, 5, 6; 7, 8, 9) выполненного в модульной конструкции преобразователя (1) переменного тока при формировании противоположного напряжения относительно напряжения на электрической дуге, ток короткого замыкания, протекающий в случае неисправности, снижается. Изобретение также относится к установке для передачи электрического тока через линию постоянного тока высокого напряжения и к преобразователю переменного тока. 3 н.п. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и устойчивости функционирования устройства. Устройство содержит орган направления мощности, состоящий из согласующих преобразователей тока и напряжения трансформаторного типа, двух частотных фильтров, двух фильтров аварийных составляющих, схемы сравнения знаков тока и напряжения, двух одновибраторов, двух элементов запрета, и пусковой орган, состоящий из фильтра выделения промышленной частоты, элемента запрета, реле напряжения, а также элемент И, элемент времени и два выходных реле, и дополнительно введены в заявленное устройство три пороговых органа и три выходных реле, фильтр промышленной частоты, схема сравнения, элемент И, элемент ИЛИ и элемент времени, вход первого дополнительного выходного реле через дополнительный элемент времени соединен с выходом дополнительного элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого дополнительного порогового органа, вход которого соединен с выходом дополнительного фильтра промышленной частоты, вход которого соединен с выходом согласующего преобразователя тока трансформаторного типа, а второй вход дополнительного элемента ИЛИ соединен с выходом реле напряжения, второй выход согласующего преобразователя напряжения трансформаторного типа через фильтр промышленной частоты соединен с первым входом дополнительной схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом дополнительного фильтра промышленной частоты, первый выход дополнительной схемы сравнения через второй дополнительный пороговый орган соединен с первым входом дополнительного элемента И, а второй выход дополнительной схемы сравнения через третий дополнительный пороговый орган соединен со вторым дополнительным выходным реле, выход дополнительного элемента И соединен с первым входом дополнительного элемента И и с третьим дополнительным выходным реле, а второй вход дополнительного элемента И соединен с выходом реле напряжения. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике, к устройствам для компенсации емкостных токов замыкания в электрических сетях 6-35 кВ. Технический результат состоит в снижении активных потерь электроэнергии, материалоемкости и габаритных размеров, повышении надежности в эксплуатации и упрощении технического обслуживания. Дугогасящий агрегат содержит нейтралеобразующий трансформатор и реактор, размещенные в одном корпусе. Магнитопровод дугогасящего агрегата выполнен на четырех стержнях. На трех пространственных стержнях, расположенных под углом 120° относительно друг друга, установлены рабочие обмотки нейтралеобразующего трансформатора, соединенные по схеме «зигзаг». На четвертом стержне магнитопровода, имеющего воздушные зазоры и установленного в центре трехфазной магнитной системы, имеется рабочая обмотка, выводы которой подключены к нейтрали трехфазного трансформатора и шине заземления. 1 ил.
Наверх