EA031787B1 - Current protection of a power transmission line against phase-to-phase short circuits - Google Patents
Current protection of a power transmission line against phase-to-phase short circuits Download PDFInfo
- Publication number
- EA031787B1 EA031787B1 EA201700190A EA201700190A EA031787B1 EA 031787 B1 EA031787 B1 EA 031787B1 EA 201700190 A EA201700190 A EA 201700190A EA 201700190 A EA201700190 A EA 201700190A EA 031787 B1 EA031787 B1 EA 031787B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- stage
- current
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в области релейной защиты линий электропередачи с односторонним питанием электроэнергетических систем. Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении чувствительности токовой защиты к несимметричным коротким замыканиям на линиях электропередачи. Поставленная задача решается токовой защитой линии электропередачи от междуфазных коротких замыканий, содержащей входные преобразователи тока, входы которых подключены к измерительным трансформаторам тока защищаемой линии электропередачи, а выходы к входам фильтра токов обратной последовательности, максиселекгора и миниселектора, выход которого подключен к первому входу блока определения вида короткого замыкания, а его второй вход соединен с выходом максиселектора, к которому подключен второй вход измерительного органа второй ступени с блоком задания уставок, вход измерительного органа первой ступени с блоком задания уставок, третий вход блока определения зоны короткого замыкания с блоком задания параметров и четвертый вход блока расчета и контроля выдержки времени с блоком задания параметров. Выход фильтра токов обратной последовательности подключен к третьему входу измерительного органа второй ступени, а также к четвертому входу блока определения зоны короткого замыкания и пятому входу блока расчета и контроля выдержки времени, выход которого подключен к первому входу логического элемента ИЛИ; выход блока определения вида короткого замыкания подключен к первому входу измерительного органа второй ступени, а также к третьему входу блока расчета и контроля выдержки времени и первому входу блока определения зоны короткого замыкания, выход которого подключен к первому входу блока расчета и контроля выдержки времени и к первому входу логического элемента И; выход измерительного органа второй ступени подключен к второму входу блока определения зоны короткого замыкания и второму входу блока расчета и контроля выдержки времени; выход измерительного органа первой ступени подключен к второму входу логического элемента И, выход которого подключен к второму входу логического элемента ИЛИ, выход которого через орган сигнализации соединен с исполнительным элементом, осуществляющим отключение выключателя защищаемой линии электропередачи. Вторая ступень защиты рассматриваемого изобретения при симметричных коротких замыканиях на линии электропередачи выполняется реагирующей на полные токи фаз, а при несимметричных коротких замыканиях на ток обратной последовательности. Благодаря этому вторая ступень защиты при несимметричных коротких замыканиях не требует отстройки от нагрузочных режимов, а отстраивается от небалансов фильтров обратной последовательности и от токов обратной последовательности длительно допустимой несимметрии. Это обеспечивает существенное снижение величины тока срабатывания второй ступени защиты и приводит к увеличению ее чувствительности при несимметричных коротких замыканиях.The invention relates to electrical engineering and can be used in the field of relay protection of power lines with one-way power supply systems. The problem solved by the invention is to increase the sensitivity of current protection to asymmetrical short circuits on power lines. The task is solved by the current protection of the transmission line from phase-to-phase short circuits containing input current transducers, the inputs of which are connected to measuring current transformers of the protected transmission line, and the outputs to the inputs of the filter of the negative sequence currents, max selector and mini selector, the output of which is connected to the first input of the type definition unit short circuit, and its second input is connected to the output of the max-selector, which is connected to the second input of the measuring body of the second stu penalties with the setting unit, the input of the measuring unit of the first stage with the setting unit, the third input of the short-circuit zone detection unit with the parameter setting unit and the fourth input of the calculation and time delay monitoring unit with the parameter setting unit. The output of the negative sequence current filter is connected to the third input of the second stage measuring unit, as well as to the fourth input of the short circuit zone detection unit and the fifth input of the time calculation and control unit, the output of which is connected to the first input of the OR gate; the output of the short circuit type detection unit is connected to the first input of the second stage measuring unit, as well as to the third input of the time calculation calculation and control unit and the first input of the short circuit zone detection unit, the output of which is connected to the first input of the time calculation and control unit and to the first the input of the logical element And; the output of the measuring body of the second stage is connected to the second input of the block for determining the short circuit zone and the second input of the block for calculating and controlling the time delay; the output of the measuring unit of the first stage is connected to the second input of the logical element I, the output of which is connected to the second input of the logical element OR, the output of which through the signaling body is connected to the actuating element that trips the breaker of the protected power line. The second stage of protection of the considered invention with symmetrical short circuits on the transmission line is performed responsive to the full phase currents, and with asymmetrical short circuits to the negative sequence current. Due to this, the second stage of protection in case of asymmetrical short circuits does not require detuning from the load modes, but is rebuilt from the unbalances of the reverse sequence filters and from the negative sequence currents of the long-term permissible asymmetry. This provides a significant reduction in the magnitude of the current response of the second stage of protection and leads to an increase in its sensitivity during asymmetrical short circuits.
031787 В1031787 B1
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в области релейной защиты линий электропередачи с односторонним питанием электроэнергетических систем.The invention relates to electrical engineering and can be used in the field of relay protection of power lines with one-way power supply systems.
Известно устройство для токовой защиты от междуфазных коротких замыканий линии электропередачи с односторонним питанием [1], содержащее первый, второй и третий входные преобразователи тока, входы которых подключены к измерительным трансформаторам тока защищаемой линии электропередачи, а выходы - к входам миниселектора и максиселектора, выход которого подключен к первому входу измерительного органа и первому входу блока определения вида короткого замыкания, второй вход которого подключен к выходу миниселектора, а выход - к второму входу измерительного органа, второму входу блока определения зоны короткого замыкания с блоком задания параметров и второму входу блока расчета и контроля выдержки времени с блоком задания параметров. Третий вход блока определения зоны короткого замыкания и третий вход блока расчета и контроля выдержки времени подключены к выходу максиселектора, выход измерительного органа подключен к первому входу блока расчета и контроля выдержки времени и к первому входу блока определения зоны короткого замыкания, выход которого подключен к первому входу логического элемента ИЛИ и к четвертому входу блока расчета и контроля выдержки времени, выход которого подключен к второму входу логического элемента ИЛИ, выход которого через орган сигнализации соединен с исполнительным элементом, выполненным с возможностью отключения выключателя защищаемой линии электропередачи.A device for current protection against phase-to-phase short-circuits of a power line with one-sided power supply [1] is known, containing the first, second and third current transducers, the inputs of which are connected to the measuring current transformers of the protected power line, and the outputs to the inputs of the mini-selector and max-selector, whose output connected to the first input of the measuring body and the first input of the short circuit type detection unit, the second input of which is connected to the output of the mini selector and the output to the second input measuring element, a second input determination unit area of short circuit with the parameter setting unit and the second input of the calculation and control unit with time delay parameter setting unit. The third input of the short circuit zone detection unit and the third input of the time delay calculation and control unit are connected to the output of the max. Selector, the output of the measuring element is connected to the first input of the time delay calculation and control unit and to the first input of the short circuit zone detection unit whose output is connected to the first input the OR gate and to the fourth input of the time calculation and control unit, the output of which is connected to the second input of the OR gate, whose output through the signaling body and is connected to an actuating element configured to turn off the circuit breaker of the protected power line.
Недостатками известного устройства является то, что в таком устройстве отсутствует резервирование его действия при коротких замыканиях на линиях электропередачи в пределах основной зоны токовой защиты и во многих случаях имеется недостаточная чувствительность к двухфазным коротким замыканиям, особенно в зоне дальнего резервирования.The disadvantages of the known device is that in such a device there is no redundancy of its action in case of short circuits on power lines within the main current protection zone and in many cases there is insufficient sensitivity to two-phase short circuits, especially in the long-distance backup area.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для токовой защиты от междуфазных коротких замыканий линии электропередачи с односторонним питанием [2], содержащее первый, второй и третий входные преобразователи тока, входы которых подключены к измерительным трансформаторам тока защищаемой линии электропередачи, а выходы - к входам миниселектора и максиселектора, выход которого подключен к входу измерительного органа первой ступени токовой защиты с блоком задания уставок, к первому входу измерительного органа второй ступени токовой защиты с блоком задания уставок и к первому входу блока определения вида короткого замыкания, второй вход которого подключен к выходу миниселектора, а выход - к второму входу измерительного органа второй ступени токовой защиты, второму входу блока определения зоны короткого замыкания с блоком задания параметров и второму входу блока расчета и контроля выдержки времени с блоком задания параметров. Выход измерительного органа первой ступени токовой защиты подключен к второму входу логического элемента И, выход которого подключен к первому входу логического элемента ИЛИ. Третий вход блока определения зоны короткого замыкания и третий вход блока расчета и контроля выдержки времени подключены к выходу максиселектора, выход измерительного органа второй ступени токовой защиты подключен к первому входу блока расчета и контроля выдержки времени и к первому входу блока определения зоны короткого замыкания, выход которого подключен к первому входу логического элемента И и к четвертому входу блока расчета и контроля выдержки времени, выход которого подключен к второму входу логического элемента ИЛИ, выход которого через орган сигнализации соединен с исполнительным элементом, с возможностью отключения выключателя защищаемой линии электропередачи.Closest to the proposed invention to the technical essence and the achieved result is a device for current protection against phase-to-phase short circuits of a transmission line with unilateral power [2], containing the first, second and third input current transducers, the inputs of which are connected to the measuring current transformers of the protected transmission line, and the outputs - to the inputs of the mini-selector and the max-selector, the output of which is connected to the input of the measuring body of the first current protection stage with the task setting unit Avok, to the first input of the measuring body of the second stage of the current protection with the setting task unit and to the first input of the short circuit type detection unit, the second input of which is connected to the output of the mini selector, and the output to the second input of the measuring body of the second current protection stage, the second input of the determining unit short circuit zone with the parameter setting unit and the second input of the calculation unit and time delay control with the parameter setting unit. The output of the measuring body of the first stage of the current protection is connected to the second input of the logical element AND, the output of which is connected to the first input of the logical element OR. The third input of the short circuit zone detection unit and the third input of the time delay calculation and control unit are connected to the output of the max. Selector, the output of the second-stage current protection unit is connected to the first input of the time delay calculation and control unit and to the first input of the short circuit zone detection unit, the output of which connected to the first input of the AND gate and to the fourth input of the time calculation and control unit, the output of which is connected to the second input of the OR gate, the cat output cerned through the signaling body is connected to the actuating element, with the possibility to switch off the protected transmission line.
Основным недостатком указанного устройства токовой защиты линий электропередачи от междуфазных коротких замыканий является во многих случаях недостаточная чувствительность к двухфазным коротким замыканиям, особенно в зоне дальнего резервирования. Это обусловлено необходимостью его отстройки от нагрузочных режимов.The main disadvantage of this device current protection of power lines from phase-to-phase short circuits is in many cases insufficient sensitivity to two-phase short circuits, especially in the area of long-distance backup. This is due to the need for its detuning from load modes.
Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении чувствительности токовой защиты к несимметричным коротким замыканиям на линиях электропередачи.The problem solved by the invention is to increase the sensitivity of current protection to asymmetrical short circuits on power lines.
Поставленная задача решается тем, что при симметричных коротких замыканиях на линии электропередачи вторая ступень защиты выполняется реагирующей на полные токи фаз, а при несимметричных коротких замыканиях - на ток обратной последовательности.The problem is solved by the fact that in case of symmetrical short circuits on the power line, the second stage of protection is performed responsive to the full phase currents, and in the case of asymmetrical short circuits - to the negative sequence current.
Благодаря этому вторая ступень защиты при несимметричных коротких замыканиях не требует отстройки от нагрузочных режимов, а отстраивается от небалансов фильтров обратной последовательности и от токов обратной последовательности длительно допустимой несимметрии.Due to this, the second stage of protection in case of asymmetrical short circuits does not require detuning from the load modes, but is rebuilt from the unbalances of the reverse sequence filters and from the negative sequence currents of the long-term permissible asymmetry.
Это обеспечивает существенное снижение величины тока срабатывания второй ступени защиты и приводит к увеличению ее чувствительности.This provides a significant reduction in the magnitude of the current response of the second stage of protection and leads to an increase in its sensitivity.
На фиг. 1 приведена функциональная схема токовой защиты линии электропередачи от междуфазных коротких замыканий, а на фиг. 2 - характеристика ее срабатывания, где по оси 20 - время t, а по оси 21 - длина участков l. в относительных единицах.FIG. 1 shows a functional diagram of the current protection of the power line against phase-to-phase short circuits, and FIG. 2 - the characteristic of its operation, where along axis 20 - time t, and along axis 21 - the length of sections l. in relative units.
Защита содержит входные преобразователи 1, 2, 3 тока, входы которых подключены к измерительным трансформаторам тока защищаемой линии электропередачи, а выходы - к входам фильтра токов обратной последовательности 6, максиселектора 4 и миниселектора 5, выход которого подключен к вхоThe protection contains input converters 1, 2, 3 currents, the inputs of which are connected to the measuring current transformers of the protected transmission line, and the outputs to the inputs of the filter of negative sequence currents 6, the max selector 4 and the mini selector 5, the output of which is connected to the input
- 1 031787 ду 71 блока определения вида короткого замыкания 7, вход 72 которого соединен с выходом максиселектора 4, к которому подключен вход 82 измерительного органа второй ступени 8 с блоком задания уставок 9, вход измерительного органа первой ступени 10 с блоком задания уставок 11, вход 123 блока определения зоны короткого замыкания 12 с блоком задания параметров 13 и вход 144 блока расчета и контроля выдержки времени 14 с блоком задания параметров 15. Выход фильтра токов обратной последовательности 6 подключен к входу 83 измерительного органа второй ступени 8, а также к входу 124 блока определения зоны короткого замыкания 12 и входу 145 блока расчета и контроля выдержки времени 14, выход которого подключен к входу 171 логического элемента ИЛИ 17. Выход блока определения вида короткого замыкания 7 подключен к входу 81 измерительного органа второй ступени 8, а также к входу 143 блока расчета и контроля выдержки времени 14 и входу 121 блока определения зоны короткого замыкания 12, выход которого подключен к входу 141 блока расчета и контроля выдержки времени 14 и к входу 161 логического элемента И 16. Выход измерительного органа второй ступени 8 подключен к входу 122 блока определения зоны короткого замыкания 12 и к входу 142 блока расчета и контроля выдержки времени 14. Выход измерительного органа первой ступени 10 подключен к входу 162 логического элемента И 16, выход которого подключен к входу 172 логического элемента ИЛИ 17, выход которого через орган сигнализации 18 соединен с исполнительным элементом 19, осуществляющим отключение выключателя защищаемой линии электропередачи.- 1 031787 remote control unit 71 of the short circuit type detection unit 7, the input 72 of which is connected to the output of the Max-selector 4, to which the input 82 of the measuring body of the second stage 8 is connected with the setting unit of settings 9, the input of the measuring body of the first stage 10 with the setting unit of settings 11, input 123 of the block for determining the short circuit zone 12 with the parameter setting unit 13 and the input 144 of the time calculation calculation and monitoring unit 14 with the parameter setting unit 15. The output of the negative sequence current filter 6 is connected to the input 83 of the measuring element of the second stage 8, as well as to the input 124 of the block for determining the short-circuit zone 12 and the input 145 of the calculating and monitoring unit of time delay 14, the output of which is connected to the input 171 of the OR element 17. The output of the block for determining the type of short circuit 7 is connected to the input 81 of the measuring body second stage 8, as well as to the input 143 of the block for calculating and controlling the time delay 14 and the input 121 of the block for determining the short circuit 12, the output of which is connected to the input 141 of the calculating and controlling time block 14 and to the input 161 of the logic element 16. The output will measure The second-stage unit 8 is connected to the input 122 of the block for determining the short-circuit zone 12 and to the input 142 of the calculation and control unit for time delay 14. The output of the measuring unit of the first stage 10 is connected to the input 162 of the AND 16 logic element, the output of which is connected to the input 172 of the logic element OR 17, the output of which through the signaling body 18 is connected to the actuating element 19, which switches off the circuit breaker of the protected power line.
Входные преобразователи тока 1, 2, 3 формируют из вторичных токов трансформаторов тока ia, ib, ic защищаемой линии электропередачи векторы полных токов фаз 1в> !сМаксиселектор 4 и миниселектор 5 выделяют из токов 1в> h модули соответственно наибольшего Imakc и наименьшего 1МИН значений. _Input current transducers 1, 2, 3 form from the secondary currents of current transformers i a , i b , i c of the protected transmission line the vectors of the total currents of phase 1 in> ! The max selector 4 and the mini selector 5 allocate from the currents 1c> h the modules, respectively, of the greatest Imakc and the smallest 1 MIN values. _
Фильтр тока обратной последовательности 6 выделяет из полных токов фаз Е модуль тока обратной последовательности 12.The negative sequence current filter 6 selects from the total currents of phases E the negative sequence current module 1 2 .
Блок определения вида короткого замыкания 7 выявляет вид повреждения по относительной несимметрии токовThe block of determining the type of short circuit 7 detects the type of damage by the relative asymmetry of the currents
АаКС Аин .. θ β •макс (1)AaKS Ain .. θ β • max (1)
При выполнении условия (1) короткое замыкание является несимметричным двухфазным повреждением и на выходе блока 7 появляется постоянный сигнал, в противном случае имеет место симметричное трехфазное повреждение и сигнал на выходе блока 7 отсутствует.When condition (1) is fulfilled, the short circuit is asymmetrical two-phase damage and a constant signal appears at the output of block 7, otherwise there is a symmetrical three-phase damage and no signal at the output of block 7.
В качестве входной величины при трехфазных коротких замыканиях для второй ступени защиты используется наибольший из полных токов фаз ток 1МАКС, который с выхода максиселектора 4 подводится к входу 82 измерительного органа второй ступени 8, а также к входу 123 блока определения зоны короткого замыкания 12, входу 144 блока расчета и контроля выдержки времени 14 и к входу измерительного органа первой ступени 10.As an input value for three-phase short circuits for the second stage of protection, the greatest of the full phase currents current 1 MAX is used , which from the output of the Max-selector 4 is fed to the input 82 of the measuring body of the second stage 8, as well as to the input 123 of the short-circuit zone detection unit 12, the input 144 block calculation and control time delay 14 and to the input of the measuring body of the first stage 10.
При двухфазных коротких замыканиях в качестве входной величины для второй ступени защиты используется ток обратной последовательности 12, который с выхода фильтра токов обратной последовательности 6 подводится к входам перечисленных выше органа 8 и блоков 12, 14.In two-phase short circuits, the negative sequence current 1 2 is used as the input value for the second protection stage, which from the filter output of the negative sequence current 6 is fed to the inputs of the above-mentioned unit 8 and blocks 12, 14.
Измерительный орган второй ступени 8 защиты осуществляет сравнение входной величины с уставками, хранящимися в блоке задания уставок 9, где содержатся их значения для режима трехфазного I(3)cP2 и режима двухфазного I(2)cp2 коротких замыканий. Численные значения 1(3)ср2 и I(2)cp2 рассчитываются по известным методикам. При наличии на входе 81 измерительного органа второй ступени 8 сигнала производится сравнение 12 со значением I(2)CP2, в противном случае 1МАКС сравнивается с 1(3)СР2.The measuring unit of the second stage 8 protection compares the input value with the settings stored in the setting unit 9, which contains their values for the three-phase I (3) cP2 mode and the two-phase I (2) cp2 short circuit mode. The numerical values of 1 (3) sr2 and I (2) cp2 are calculated by known methods. If there is a second stage 8 signal at the input 81 of the measuring body, 1 2 is compared with I (2) CP2, otherwise 1 MAX is compared with 1 (3) CP2.
Блок определения зоны короткого замыкания 12 обеспечивает фиксацию зоны повреждения по текущему значению входной величины Ibx с использованием задаваемых в блоке 13 параметров с помощью выражения (2) где IK1, IK2 - вторичные токи повреждений при коротких замыканиях соответственно при повреждениях в начале и в конце защищаемой линии электропередачи L1 (фиг. 2, точки K1 и K2).The block for determining the short circuit zone 12 ensures the fixation of the fault zone by the current value of the input value I bx using the parameters specified in the block 13 using the expression (2) where I K1 , I K2 are secondary fault currents during short circuits, respectively, at the beginning and in the faults the end of the protected transmission line L1 (Fig. 2, points K1 and K2).
При двухфазных коротких замыканиях на входе 121 блока 12 присутствует сигнал, позволяющий использование в качестве Ibx тока обратной последовательности 12, поступающего на вход 124 указанного блока 12, а в качестве IK1 и IK2 соответственно токов обратной последовательности I2K1 и I2K2 при двухфазных повреждениях в точках K1 и K2.When two-phase short circuits at the input 121 of block 12, there is a signal that allows using the negative sequence current 1 2 as I bx , entering the specified block 12 at input 124, and as I K1 and I K2, respectively, the negative sequence currents I 2K1 and I 2K2 when biphasic damage at points K1 and K2.
В режиме трехфазных коротких замыканий на входе 121 блока 12 сигнал отсутствует, что определяет использование в качестве Ibx тока 1МАКС, поступающего на вход 123 блока 12, а в качестве IK1 и IK2 соответственно токов трехфазных коротких замыканий I(3)K1 и I(3)K2 при повреждениях в точках K1 и K2.In the mode of three-phase short circuits at input 121 of block 12, there is no signal, which determines the use of current 1 MAX as I bx , input to input 123 of block 12, and as I K1 and I K2, respectively, currents of three-phase short circuits I (3) K1 and I (3) K2 for damage at points K1 and K2.
Токи I2K1, I2K2, I(3)K1 и I(3)K2 рассчитываются по известной методике заранее и содержатся в блоке задания параметров 13.The currents I 2K1 , I 2K2 , I (3) K1 and I (3) K2 are calculated by a known method in advance and are contained in the parameter setting block 13.
- 2 031787- 2 031787
Блок определения зоны короткого замыкания 12 запускается в работу сигналом, поступающим на его вход 122 с выхода измерительного органа второй ступени 8.The block definition zone short circuit 12 is launched into operation by a signal at its input 122 from the output of the measuring body of the second stage 8.
Блок расчета и контроля выдержки времени 14 реализует линейно-зависимую характеристику срабатывания второй ступени защиты.Block calculation and control time delay 14 implements a linear-dependent response characteristic of the second stage of protection.
Линия электропередачи L1 (фиг. 2) является основной зоной для токовой защиты, и короткие замыкания в пределах всей ее длины отключаются либо первой ступенью без специально создаваемой выдержки времени с временем срабатывания tIC3 22 (фиг. 2), представляющим собой собственное время действия ступени, либо второй ступенью с линейно зависимой характеристикой срабатывания tIIC3= /(l.) 23 (фиг. 2), в основе которой лежит следующее выражение:The power line L1 (Fig. 2) is the main area for current protection, and short circuits within its entire length are turned off either by the first stage without a specially created time delay with the response time t I C3 22 (Fig. 2), which is its own time stage, or the second stage with a linearly dependent response characteristic t II C3 = / (l.) 23 (Fig. 2), which is based on the following expression:
?(/.) = /’ ^(^-/вх)·^.^ сзу 1 а (I т \ т ’' ' v/ci 1их, где Δt=(0,3...0,5)с - ступень селективности;? (/.) = / '^ (^ - / вх) · ^. ^ cz y 1 a (I t \ t''' v / ci 1 them, where Δt = (0.3 ... 0.5 ) with - the degree of selectivity;
IBX, IK1, IK2 - те же токи, что и в выражении (2).I BX , I K1 , I K2 - the same currents as in expression (2).
Линия электропередачи L2 (фиг. 2) для токовой защиты представляет собой зону резервирования, и повреждения по всей ее длине будут отключаться второй ступенью защиты с линейно зависимой характеристикой срабатывания tII C3P=/(l.) 24 (фиг. 2), описываемой следующим выражением:The power line L2 (Fig. 2) for current protection is a redundancy zone, and damage along its entire length will be disabled by the second protection stage with a linearly dependent response characteristic t II C3P = / (l.) 24 (Fig. 2) described as follows expression:
(/.) = ? + (1 + <^2-7Вх)-^3 (/.) =? + (1 + <^ 2-7 B x) - ^ 3
C3PK 'C3V/J I\J где IBX, tI C3, IK2, At те же, что и в выражении (3);C3P K 'C3 V / JI \ J where I BX , t I C3 , I K2 , At are the same as in expression (3);
IK3 - вторичный ток повреждения при коротком замыкании в точке K3 (фиг. 2).IK3 is the secondary fault current at short circuit at point K3 (Fig. 2).
При повреждении на защищаемой линии электропередачи L1 l.<1, и на выходе блока определения зоны короткого замыкания 12 появляется сигнал, поступающий на вход 141 блока расчета и контроля выдержки времени 14. В этом случае линейно зависимая характеристика срабатывания второй ступени защиты формируется в соответствии с выражением (3). При двухфазных повреждениях на входе 143 блока 14 присутствует сигнал, определяющий использование в качестве IBX тока обратной последовательности I2, поступающего на вход 145 указанного блока 14, а в качестве IK1 и IK2 соответственно токов обратной последовательности при двухфазных повреждениях в точках K1 и K2.In case of damage on the protected transmission line L1 l. <1, and at the output of the block for detecting the short circuit 12, a signal appears at the input 141 of the time calculation and control unit 14. In this case, the linearly dependent response characteristic of the second protection stage is formed in accordance with expression (3). In case of two-phase faults at input 143 of block 14, there is a signal defining the use of the negative sequence current I 2 as IBX, the input of the specified unit 14 to input 145, and as I K1 and I K2, respectively, negative sequence currents for two-phase faults at points K1 and K2 .
В случае трехфазных коротких замыканий на входе 143 блока 14 сигнал отсутствует, что позволяет использование в качестве IBX тока ImaKC, поступающего на вход 144 блока 14, а в качестве IK1 и IK2 соответственно токов трехфазных коротких замыканий при повреждениях I(3)K1 и I(3)K2 в точках K1 и K2.In the case of three-phase short-circuit at input 143 the block 14 there is no signal, allowing the use as I BX current Ima KC, supplied to the input 144 the block 14, and as I K1 and I K2, respectively, the currents of three-phase short-circuits for faults I (3) K1 and I (3) K2 at points K1 and K2.
При l.>1, когда зоной короткого замыкания является смежная линия электропередачи L2, сигнал на выходе блока определения зоны короткого замыкания 12 отсутствует и не поступает на вход 141 блока расчета и контроля выдержки времени 14. В этом случае линейно зависимая характеристика срабатывания второй ступени формируется для дальнего резервирования в соответствии с выражением (4). При этом блок 14 функционирует так же, как и в случае реализации выражения (3), а в качестве IK3 при несимметричных выражениях используется ток обратной последовательности I2K3 при двухфазном коротком замыкании в точке K3, а при симметричных - ток трехфазного короткого замыкания I(3) K3 при повреждении в указанной точке K3.When l.> 1, when the short circuit zone is an adjacent power line L2, the signal at the output of the short circuit zone detection unit 12 is absent and does not arrive at input 141 of the time delay calculation and control unit 14. In this case, the linearly dependent response characteristic of the second stage is formed for long-distance reservation in accordance with the expression (4). In this case, unit 14 functions in the same way as in the case of expression (3), and as I K3 for asymmetric expressions, the negative sequence current I2K3 is used for a two-phase short circuit at the K3 point, and for symmetric ones - a three-phase short-circuit current I (3 ) K3 if damaged at the specified point K3.
Численные значения tIC3, At, I2K1, I2K2, I2K3, I(3)Ki, I(3)K2, I(3)K3 определяются заранее с использованием известных методик и содержатся в блоке задания параметров 15.The numerical values of t I C3, At, I2K1, I2K2, I2K3, I (3) Ki, I (3) K2, I (3) K3 are determined in advance using known techniques and are contained in the parameter setting block 15.
Функционирование блока расчета и контроля выдержки времени 14 обеспечивается при наличии на его входе 142 разрешающего сигнала, поступающего с выхода измерительного органа второй ступени 8 защиты.The operation of the block for calculating and controlling the time delay 14 is ensured when there is a permitting signal at its input 142, coming from the output of the measuring body of the second protection stage 8.
Орган сигнализации 18 предназначен для фиксации фактов срабатывания защиты. Исполнительный элемент 19 реализует команды защиты на отключение выключателя защищаемой линии электропереда чи.The alarm body 18 is designed to capture the facts of the protection. The actuating element 19 implements the protection commands to open the circuit breaker of the protected power line.
Все блоки и элементы функциональной схемы защиты могут быть выполнены на базе средств аналоговой и цифровой техники. Наиболее целесообразной является реализация защиты с использованием современных микропроцессорных средств.All blocks and elements of the functional protection circuit can be made on the basis of analog and digital equipment. The most appropriate is the implementation of protection using modern microprocessor tools.
Устройство работает следующим образом. Входные токи ia, ib, ic от измерительных трансформаторов тока защищаемой линии электропередачи поступают на входы преобразователей тока 1, 2, 3, выходные сигналы которых представлены векторами полных токов фаз 1л- {в> <сThe device works as follows. The input currents i a , i b , i c from the measuring current transformers of the protected transmission line arrive at the inputs of current converters 1, 2, 3, the output signals of which are represented by the vectors of the total current of the phases 1 l - { in><s
Максиселектор 4 и миниселектор 5 выделяют из токов А 1в> к модули соответственно наибольшего IMAKC и наименьшего IМИН значений. Фильтр тока обратной последовательности 6 выделяет из полных токов фаз ύι> А 1с модуль тока обратной последовательности I2.Maxislector 4 and mini-selector 5 are separated from the currents A 1> C to the modules of the largest I MAKC and the smallest I MIN, respectively. The negative current 6 current filter selects from the total phase currents изι> А 1s the negative sequence current module I 2 .
При несимметричном двухфазном коротком замыкании на выходе блока определения вида короткого замыкания 7 появляется постоянный сигнал, в противном случае имеет место симметричное трехфазное повреждение и сигнал на выходе блока 7 отсутствует.When asymmetrical two-phase short circuit at the output of the block for detecting the type of short circuit 7, a constant signal appears, otherwise there is a symmetrical three-phase damage and a signal at the output of block 7 is absent.
При наличии сигнала от блока 7 на входе 81 измерительного органа второй ступени 8 производитсяIn the presence of a signal from block 7 at the input 81 of the measuring body of the second stage 8 is
- 3 031787 сравнение модуля тока обратной последовательности I2 со значением уставки I(2)CP2, содержащейся в блоке 9, в противном случае значение тока ImakC сравнивается с I(3)CP2.- 3 031787 comparison of the negative sequence current module I 2 with the setting value I (2) CP2 contained in block 9, otherwise the value of the current ImakC is compared with I (3) CP2.
Уставки I(2)CP2 и I(3)CP2 выбираются в зависимости от вида режима, устанавливаемого по наличию или отсутствию сигнала на входе 81 измерительного органа второй ступени токовой защиты 8. В режимах, когда отсутствуют повреждения на защищаемой линии электропередачи L1, значение тока ImakC или I2 не превышают уставку срабатывания измерительного органа второй ступени токовой защиты 8 и сигнал на его выходе отсутствует. При возникновении короткого замыкания ток ImakC или I2 превышает значение уставки, на выходе измерительного органа второй ступени токовой защиты 8 появляется сигнал, который поступает на вход 122 блока определения зоны короткого замыкания 12 и вход 142 блока расчета и контроля выдержки времени 14, разрешая их функционирование.The settings I (2) CP2 and I (3) CP2 are selected depending on the type of mode set by the presence or absence of a signal at the input 81 of the second-stage current level measuring body 8. In modes where there is no damage on the protected transmission line L1, the current value I makC or I 2 do not exceed the pick-up setting of the measuring body of the second stage of current protection 8 and there is no signal at its output. When a short circuit occurs, the current I makC or I 2 exceeds the setpoint value. A signal appears at the output of the second stage current protection unit 8, which is fed to the input 122 of the short circuit area detection unit 12 and the input 142 of the time delay calculation and control unit, allowing them functioning.
Текущее значение тока ImakC также сравнивается в измерительном органе первой ступени токовой защиты 10 с заданной в блоке задания уставок 11 уставкой по току ICP1, которая рассчитана заранее по известной методике (3). При возникновении короткого замыкания на защищаемой линии электропередачи ток ImakC превышает значение уставки ICP1, и на выходе блока 10 появляется сигнал, который поступает на вход 162 логического элемента И 16.The current value of current I makC is also compared in the measuring body of the first stage of the current protection 10 with the current setting I CP1 set in the setting unit 11, which was calculated in advance by the known method (3). When a short circuit occurs on the protected transmission line, the current I makC exceeds the setting value I CP1 , and a signal appears at the output of block 10, which is fed to input 162 of an AND 16 logic element.
Сигнал от измерительного органа второй ступени токовой защиты 8 запускает работу блока определения зоны короткого замыкания 12 в соответствии с выражением (2) по величине поступающего на его вход 123 текущего значения тока ImakC или на вход 124 текущего значения модуля тока обратной последовательности I2 с использованием параметров, содержащихся в блоке задания параметров 13, выбираемых в соответствии с видом короткого замыкания, который определяется путем анализа сигнала на входе 121 блока определения зоны короткого замыкания 12, вычисляется l. и сравнивается с длиной линии электропередачи, равной 1 в относительных единицах.The signal from the measuring unit of the second stage of the current protection 8 starts the operation of the detection of the short-circuit zone 12 in accordance with the expression (2) for the current I makC arriving at its input 123 or the current modulus negative current input input 124 I 2 using the parameters contained in the block setting parameters 13, selected in accordance with the type of short circuit, which is determined by analyzing the signal at the input 121 of the block determining the short circuit 12, is calculated l. and compared with the length of the transmission line, equal to 1 in relative units.
При наличии сигнала от блока 7 на входе 121 блока 12 присутствует сигнал, позволяющий использовать в качестве IBX модуль тока обратной последовательности I2, поступающего на вход 124 указанного блока 12, а в качестве IK1 IK2 и IK3 соответственно токов обратной последовательности I2K1, I2K2 и I2K3 при двухфазных повреждениях в точках K1, K2 и K3. При отсутствии сигнала на входе 121 блока 12 в качестве IBX используется ток ImakC, поступающий на вход 123 блока 12, а в качестве IK1, IK2 и IK3 соответственно токи трехфазных коротких замыканий I(3)Ki, I(3)K2 и I(3) K3 при повреждениях в точках K1, K2 и K3.If there is a signal from block 7 at input 121 of block 12, there is a signal that allows to use as a I BX a negative sequence current module I 2 input to input 124 of the specified block 12, and as I K1 I K2 and I K3 respectively of negative sequence I currents 2K1 , I 2K2 and I 2K3 for two-phase faults at points K1, K2 and K3. In the absence of a signal at input 121 of block 12, I makC is used as I BX , which is fed to input 123 of block 12, and I K1 , I K2 and I K3, respectively, are three-phase short-circuit currents I (3) Ki, I (3) K2 and I (3) K3 for damage at points K1, K2 and K3.
Сигнал с выхода блока определения зоны короткого замыкания 12 запускает функционирование блока расчета и контроля выдержки времени 14. В блоке 14 на основе выражений (3), (4) по величине поступающего на вход 144 текущего значения тока ImakC или по величине поступающего на вход 145 текущего значения модуля тока обратной последовательности I2 с использованием параметров, содержащихся в блоке задания параметров 15, выбираемых в зависимости от вида короткого замыкания, который определяется по результатам анализа сигнала на входе 143 блока 14, вычисляется время срабатывания защиты для основной tIIC3 и резервной tIIC3P зон защиты линии электропередачи и организуется его отсчет.The signal from the output of the short circuit zone detection unit 12 starts the operation of the calculation and control unit for time delay 14. In block 14, based on expressions (3), (4), the current I makC or the input 145 the current value of the modulus of the negative sequence current I 2 using the parameters contained in the parameter setting block 15, selected depending on the type of short circuit, which is determined by the results of the analysis of the signal at input 143 of block 14, is calculated the response time of the protection for the main t II C3 and the backup t II C3P power line protection zones and its countdown is organized.
При наличии сигнала от блока 7 на входе 143 блока 14 присутствует сигнал, определяющий использование в качестве IBX тока обратной последовательности I2, поступающего на вход 145 указанного блока 14, а в качестве IK1, IK2 и IK3 соответственно токов обратной последовательности I2K1, I2K2 и I2K3 при двухфазных повреждениях в точках K1, K2 и K3.If there is a signal from block 7 at input 143 of block 14, there is a signal that determines the use of the negative sequence current I 2 as I BX , the input of the specified block 14 to input 145, and the quality I K1 , I K2 and I K3 respectively of negative sequence I 2K1 , I 2K2 and I 2K3 for two-phase faults at points K1, K2 and K3.
В случае трехфазных коротких замыканий и при отсутствии сигнала на входе 143 блока 14 в качестве IBX используется текущее значение тока ImakC, поступающего на вход 144 блока 14, а в качестве IK1, IK2 и IK3 соответственно токов трехфазных коротких замыканий I(3)K1, I(3)K2 и I(3) K3 при повреждениях в точках K1, K2 и K3.In the case of three-phase short circuits and in the absence of a signal at input 143 of block 14, I BX uses the current value of current I makC fed to input 144 of block 14, and as I K1 , I K2 and I K3, respectively, three-phase short-circuit currents I ( 3) K1, I (3) K2 and I (3) K3 for damages at points K1, K2 and K3.
По истечении выдержек времени tIIC3 или tIIC3P на выходе блока расчета и контроля выдержки времени 14 появляется сигнал, который поступает на вход 171 логического элемента ИЛИ 17, воздействуя с его выхода через орган сигнализации 18 на исполнительный элемент 19, и отключает выключатель защищаемой линии электропередачи без специально создаваемой выдержки времени.After the time t II C3 or t II C3P time expires, a signal appears at the output of the calculation and control unit for time delay 14, which arrives at the input 171 of the OR 17 logic element, acting from its output through the signaling body 18 on the actuating element 19, and turns off the circuit breaker power lines without specially created time delay.
При l.K3>1, когда зоной короткого замыкания является смежная линия электропередачи L2, уровня сигнала с выхода блока определения зоны короткого замыкания 12 не достаточно для функционирования логического элемента И 16.When l. K3 > 1, when the short circuit zone is an adjacent power line L2, the signal level from the output of the short circuit zone detection unit 12 is not sufficient for the operation of the AND 16 logic element.
При l.K3<1, когда зоной короткого замыкания является защищаемая линия электропередачи L1, сигнал с выхода блока определения зоны короткого замыкания 12, поступающий на вход 161 логического элемента И 16, разрешает его функционирование. Если на входе 162 логического элемента И 16 также присутствует сигнал с выхода измерительного органа первой ступени токовой защиты 10, то формируется сигнал в логическом элементе И 16, который с его выхода поступает на вход 171 логического элемента ИЛИ 17, сигнал с выхода которого через орган сигнализации 18 воздействует на исполнительный элемент 19 и отключает выключатель защищаемой линии электропередачи без специально создаваемой выдержки времени.When l. K3 <1, when the short circuit zone is the protected power transmission line L1, the signal from the output of the short circuit zone detection unit 12, which is fed to the input 161 of the AND 16 logic element, allows its operation. If the input 162 of the AND 16 logic element also contains a signal from the output of the measuring body of the first stage of the current protection 10, then a signal is generated in the AND 16 logic element, which from its output goes to the input 171 of the OR 17 logic element, the signal from which through the signaling organ 18 acts on the actuating element 19 and turns off the switch of the protected power line without a specially created time delay.
Предполагаемое изобретение повышает чувствительность токовой защиты к двухфазным коротким замыканиям на линиях электропередачи, особенно в зоне дальнего резервирования при несимметричныхThe alleged invention increases the sensitivity of current protection to two-phase short circuits on power lines, especially in the area of long-distance redundancy with asymmetrical
- 4 031787 повреждениях на смежных линиях электропередачи.- 4 031787 damage on adjacent power lines.
Источники информации.Information sources.
1. Патент BY 19783, МПК Н 02Н 3/08, 3/20,2015.1. Patent BY 19783, IPC H 02H 3/08, 3 / 20,2015.
2. Патент BY 20999, МПК Н 02Н 3/08, 3/20, 2017.2. Patent BY 20999, IPC H 02 H 3/08, 3/20, 2017.
3. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита/ М.: Энергоатомиздат, 2007, стр. 173-177.3. Schneerson E.M. Digital Relay Protection / M .: Energoatomizdat, 2007, pp. 173-177.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201700190A EA031787B1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Current protection of a power transmission line against phase-to-phase short circuits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201700190A EA031787B1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Current protection of a power transmission line against phase-to-phase short circuits |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201700190A1 EA201700190A1 (en) | 2018-09-28 |
| EA031787B1 true EA031787B1 (en) | 2019-02-28 |
Family
ID=63667390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201700190A EA031787B1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Current protection of a power transmission line against phase-to-phase short circuits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA031787B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2214663C1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-20 | Пухов Игорь Константинович | Short-circuit protective gear |
| US20160149390A1 (en) * | 2014-11-26 | 2016-05-26 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Secure and dependable differential protection for electric power generators |
-
2017
- 2017-03-24 EA EA201700190A patent/EA031787B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2214663C1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-20 | Пухов Игорь Константинович | Short-circuit protective gear |
| US20160149390A1 (en) * | 2014-11-26 | 2016-05-26 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Secure and dependable differential protection for electric power generators |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201700190A1 (en) | 2018-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10247767B2 (en) | Fault detection and direction determination | |
| KR20170131705A (en) | Method and apparatus for identifying phase-out of circuit breakers based on voltage | |
| RU2008109491A (en) | METHOD FOR DETERMINING PLACES OF SINGLE-PHASE SHORT TO EARTH IN A BRANCHED AIR LINE OF ELECTRIC TRANSMISSIONS, METHOD FOR DETERMINING PLACES OF AN INTERFASED SHORT CLOSING IN A BRANCHED ELECTRIC CIRCUIT | |
| US11307265B2 (en) | Earth leakage circuit breaker | |
| RU2581607C1 (en) | Method of protection from breaks of phase and neutral wires of four-wire overhead line of electric mains voltage of 380 v and device therefor | |
| SE438563B (en) | CONTROL CIRCUIT FOR CONTROL SYSTEM WITH REDUNDANT SIGNALS | |
| EA031787B1 (en) | Current protection of a power transmission line against phase-to-phase short circuits | |
| EP0453196A2 (en) | Transformer differential relay | |
| RU2355090C1 (en) | Method of high-speed overcurrent protection of electrical circuits (versions) | |
| JP2016158477A (en) | Digital type protection relay | |
| EP0619922A1 (en) | Reconstruction of saturated current transformer signals | |
| US10186369B2 (en) | Electric system with control winding and method of adjusting same | |
| RU2244992C1 (en) | Device for detecting single-phase ground faults in insulated-neutral networks | |
| RU2654532C1 (en) | Method of fast automatic switching on the consumer secondary power supply | |
| EP0760177B1 (en) | Recovery of transmitted power in an installation for transmission of high-voltage direct current | |
| RU2741063C1 (en) | Current protection device with mathematical analysis function | |
| RU2551657C1 (en) | Method of monitoring of zero wire break and break of connection of substation earthing loop with transformer neutral point | |
| SU1580258A1 (en) | Method and apparatus for fixing distances to places of short circuits for the mains with insulated neutral | |
| SU1185474A1 (en) | Device for determining faulted line under single-phase earth leakage in isolated neutral system | |
| RU2294040C1 (en) | Method for revealing and elimination of synchronous operation of power system | |
| RU2551384C1 (en) | Method for control of break in linear and neutral wires of power transmission line | |
| RU2785005C1 (en) | Device for protecting a three-phase electrical installation from open-phase operation | |
| RU2636801C1 (en) | Device for protection of four parallel lines | |
| RU149967U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF INSULATION OF ELECTRICAL SYSTEMS | |
| SU974486A2 (en) | Device for advance sectionalization of network |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |