Способ централизованной селективной защиты от замыканий на землю в распределительной электрической сети



Способ централизованной селективной защиты от замыканий на землю в распределительной электрической сети
Способ централизованной селективной защиты от замыканий на землю в распределительной электрической сети
Способ централизованной селективной защиты от замыканий на землю в распределительной электрической сети

 


Владельцы патента RU 2565060:

Открытое акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Юга" (ОАО "МРСК Юга") (RU)

Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат - повышение надежности и степени селективности защиты от замыканий на землю. Согласно способу измеряются токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений, выбираются токи присоединений, превышающие минимальный установленный уровень, формируется базовый сигнал. Измеренные токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений сравниваются по направлению с базовым сигналом, если направление тока одного присоединения близко к направлению базового сигнала, то формируется сигнал о повреждении этого присоединения. Если направления токов всех присоединений близки к направлению базового сигнала, то формируется сигнал о повреждении на шинах или в обмотке питающего трансформатора. 3 ил.

 

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

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 соответствие 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 направления тока нулевой последовательности в отходящих присоединениях по отношению к направлению тока питающего фидера, кодируются как логическая единица при синфазности сравниваемых токов или как логический ноль при их противофазности или малом уровне токов присоединений. Мгновенные значения сигналов от датчиков тока нулевой последовательности отходящих линий перемножаются с мгновенным значением от датчика тока нулевой последовательности питающей узел линии. Время интегрирования выбирается из условия отстройки от помех, например вызванных коммутациями сети. Положительный сигнал на выходе указывает на синфазность токов, отрицательный - на противофазность. 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 поврежденный элемент при однофазном замыкании на шинах или в обмотке питающего трансформатора, соединенной с шиной. При этом условия выбора поврежденного присоединения не выполняются ни для одного из отходящих присоединений, и защита может работать некорректно, т.к. возникает неопределенность: однофазное замыкание на землю в сети есть, а поврежденное присоединение не определено.

Целью предложенного способа является повышение надежности и степени селективности защиты от замыканий на землю.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе централизованной селективной защиты от замыканий на землю в распределительной электрической сети, при котором измеряются токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений, выбираются токи присоединений, превышающие минимальный установленный уровень, формируется базовый сигнал, измеренные токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений сравниваются с базовым сигналом, определяется поврежденное отходящее присоединение, при определении элемента электрической сети с однофазным замыканием на землю, выполняется новая операция: если условия выбора поврежденного присоединения не выполняются ни для одного из отходящих присоединений, то принимается решение, что замыкание на землю произошло на шинах или в обмотке питающего трансформатора.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показал, что заявленный способ отличается от известного тем, что в случае замыкания на землю на шинах или в обмотке питающего трансформатора, условия выбора поврежденного присоединения не выполняются ни для одного из отходящих присоединений, и принимается решение, что замыкание на землю произошло на шинах или в обмотке питающего трансформатора. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию «новизна».

На фиг.1 представлена функциональная схема способа определения поврежденного присоединения.

На фиг.2 приведена векторная диаграмма токов нулевой последовательности присоединений при повреждении на первом отходящем присоединении. На векторных диаграммах приняты следующие обозначения: Iw1, Iw2, Iwn - векторы токов нулевой последовательности первого, второго и n-го присоединений, соответственно, IБ - вектор базового сигнала.

На фиг.3 приведена векторная диаграмма токов нулевой последовательности при повреждении на шинах.

Способ централизованной селективной защиты от замыканий на землю в распределительной электрической сети может быть реализован цифровым устройством в соответствии с функциональной схемой, показанной на фиг.1. Токи нулевой последовательности всех фидеров измеряются цифровым измерительным преобразователем (блок 1). При этом цифровой измерительный преобразователь может быть реализован как с индивидуальными измерительными модулями, расположенными в ячейках фидеров, так и с измерительными модулями, расположенными в самом блоке 1.

В блоке 2 выбираются токи присоединений, превышающие установленный уровень. Блок 2 является пусковым органом. При превышении хотя бы одним из контролируемых токов установленного уровня, начинают выполняться операции определения поврежденного присоединения.

В блоке 3 формируется базовый сигнал.

В блоке 4 измеренные токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений сравниваются с базовым сигналом, и определяется номер поврежденного отходящего присоединения.

Если однофазное замыкание на землю произошло в одном из отходящих присоединений, например на линии W1 (точка К1), то в блоке 4 определяется номер поврежденного отходящего присоединения и формируется соответствующий этому номеру сигнал. При этом, например, направление вектора тока нулевой последовательности поврежденного присоединения W1 Iw1 будет близко к направлению вектора базового сигнала IБ (фиг.2).

Если же однофазное замыкание на землю произошло на шинах подстанции (в точке К2) или в обмотке трансформатора Т (точка К3), соединенной с этой шиной, то номер поврежденного отходящего присоединения не будет определен в блоке 4, и на его выходе не будет сформирован сигнал. Направления векторов тока нулевой последовательности всех присоединений при этом будет близки к направлению вектора базового сигнала IБ (фиг.3). В этом случае в блоке 5 принимается решение, что однофазное замыкание на землю произошло на шинах или в обмотке трансформатора, и формируется соответствующий сигнал.

Использование предлагаемого способа определения поврежденного фидера при однофазном замыкании на землю позволяет повысить надежность функционирования защиты в условиях, когда возможны повреждения на шинах питающей подстанции и в обмотке питающего трансформатора, связанной с шиной.

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, Н02Н 3/16, 1980.

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

Способ централизованной селективной защиты от замыканий на землю в распределительной электрической сети, при котором измеряются токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений, выбираются токи присоединений, превышающие минимальный установленный уровень, формируется базовый сигнал, измеренные токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений сравниваются по направлению с базовым сигналом, если направление тока одного присоединения близко к направлению базового сигнала, то формируется сигнал о повреждении этого отходящего присоединения, отличающийся тем, что если направления токов всех присоединений близки к направлению базового сигнала, то формируется сигнал о повреждении на шинах или в обмотке питающего трансформатора.



 

Похожие патенты:

Предлагаемое устройство для сигнализации о заземлениях в цепях постоянного тока может найти широкое применение в изделиях ракетно-космической техники, где требуется высокая надежность при проверке работоспособности сложных систем автоматики и недопустимость ложного попадания плюса источника питания или минуса источника питания на корпус прибора.

Изобретение относится к области электротехники. В соответствии с изобретением, предложенные способ и устройство для направленного детектирования отказа в многофазной энергосистеме основаны на анализе гармоник тока в соответствии со сложением полупериодов одинаковой полярности токов каждой фазы энергосистемы, а также сравнении изменения амплитуды или любого другого нормированного значения токов каждой фазы (4A, 4В, 4С).
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.

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

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в линиях постоянного тока высокого напряжения, к которой через автономный преобразователь подключена сеть переменного тока.

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для защиты приемников электрической энергии от аварийных значений напряжений в электрических сетях.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - обеспечение селективности защиты и повышение надежности и быстродействия.

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.

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.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности электроснабжения потребителей.

Источник контрольного тока относится к электротехнике, а именно к области релейной защиты, и может быть использовано в устройствах 100% защиты от однофазных замыканий на землю в обмотке статора генератора. Технический результат заявленного устройства - упрощение системы управления инвертора и повышение эффективности и надежности работы и при использовании его в составе 100% защиты от однофазных замыканий на землю в статорной обмотке генератора. Источник контрольного тока содержит блок питания, мостовой преобразователь, выполненный на полупроводниковых ключах с обратными диодами, активно-индуктивную нагрузку, емкостный фильтр, диод, блок ограничения напряжения, систему управления, содержащую генератор тактовых импульсов, регулирующий орган с входами управления. Т- и Д-тригеры с прямым и инверсным выходами. Мостовой преобразователь подключен к выходным цепям блока питания и к активно-индуктивной нагрузке по соответствующим цепям, емкостный фильтр подсоединен к цепям питания мостового преобразователя, а диод - в одну из выходных цепей блока питания; блок ограничения напряжения выполнен на полупроводниковом ключе с последовательно включенным разрядным резистором и пороговым элементом в цепи управления полупроводникового ключа, причем вход порогового элемента подключен параллельно введенному диоду, а полупроводниковый ключ с разрядным резистором подключен параллельно емкостному фильтру, регулирующий орган содержит вход синхронизации, соединенный с выходом Т-тригера, входы Д-тригера подключены соответственно к прямому выходу Т-тригера и выходу регулирующего органа, а выходы Т- и Д-тригеров подсоединены к управляющим цепям полупроводниковых ключей мостового преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение точности. Способ оценки угла напряжения нулевой последовательности включает в себя определение углов соответствующих фазных напряжений среди трех фазных напряжений, определение типа заземления нейтрали распределительной сети и оценку угла напряжения нулевой последовательности при возникновении однофазного замыкания на землю в распределительной сети с помощью определенных углов соответствующих фазных напряжений в соответствии с типом заземления нейтрали распределительной сети. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 17 ил., 1 табл.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и безопасности эксплуатации воздушных линий электропередачи. Способ заключается в ограничении протекания тока ОЗЗ переменным активным сопротивлением с нелинейной вольт-амперной характеристикой, которое имеет достаточное значение для ограничения тока при фазном напряжении ВЛЭП и низкое при грозовом перенапряжении. Сопротивление включается последовательно в цепь заземляющего устройства на каждой опоре. 2 ил.

Группа изобретений относится к схемам защиты электрических приборов. Устройство защиты (5) выполнено с возможностью управлять электрическим прибором (3). При этом прибор (3) выполнен с возможностью подключения между источником электрической энергии и бортовым агрегатом автотранспортного средства (1). Устройство (5) содержит схему (9) обнаружения токов утечки и оценки токов касания, выполненную с возможностью подключения к линиям (4a, 4b, 4c, 8) электрического соединения прибора (3), схему (14) измерения тока массы и средства (11) управления работой прибора (3) в зависимости от оценочного уровня токов касания и от измеренного уровня тока массы. Второй объект включает в себя способ защиты электрического прибора (3). Технический результат заключается в повышении надежности защиты электроприборов транспортных средств при изменении уровня токов касания. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат заключается в повышении эффективности действия токовой защиты от однофазных замыканий на землю, происходящих через переходное сопротивление, за счет коррекции ее алгоритма работы в соответствии с величиной асимметрии проводимостей фаз линий относительно земли. Для этого устройство токовой защиты снабжено модулем вычисления асимметрии проводимостей фаз линий на землю, первый вход которого связан с датчиком измерения проводимости линии относительно земли, второй его вход соединен с измерительным трансформатором напряжения, а выход подключен к третьему входу модуля вычисления коэффициента неполноты замыкания на землю. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - ускорение восстановления сверхпроводящих свойств сверхпроводящего ограничителя тока (СОТ) после токоограничения за счет увеличения открытости сверхпроводящей ленты для жидкого азота с обеспечением жесткости предлагаемой конструкции и ее устойчивости к действию пондеромоторных сил. СОТ содержит изоляционный каркас, в котором размещен спиральный бифиляр из ленты с подложкой и изоленты, которая наклеена на подложку с помощью пленки. Изоляционный каркас выполнен из стянутых резьбовым соединением основной части и фиксирующей части. Каждая часть выполнена в виде наружного кольца и центральной планки. Кольцо и планка жестко связаны ребрами. Ребра основной части изоляционного каркаса имеют пазы, в которых размещен спиральный бифиляр из ленты сверхпроводника. Спиральный бифиляр охвачен двумя дуговыми вставками, закрепленными в периферийных пазах. Пазы в ребрах изоляционного каркаса выполнены с возрастающим от центра к периферии шагом для уменьшения разницы воздействия пондеромоторных сил на витки бифиляра различной кривизны и обеспечения необходимых изоляционных расстояний при токоограничении. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение отказоустойчивости электросети. Линейный защитный автомат постоянного напряжения содержит с первого по четвертый узлы, причем между первым узлом и четвертым узлом расположен первый прерыватель, между четвертым узлом и третьим узлом размещен второй прерыватель, между четвертым узлом и вторым узлом размещена схема генератора импульсов. При этом схема генератора импульсов включает в себя параллельное соединение конденсатора с последовательным соединением индуктивности и переключателя, между третьим узлом и вторым узлом размещен первый поглотитель энергии. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх