RU2122268C1 - Power-mains directional ground-fault protective device - Google Patents
Power-mains directional ground-fault protective device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2122268C1 RU2122268C1 RU97113067A RU97113067A RU2122268C1 RU 2122268 C1 RU2122268 C1 RU 2122268C1 RU 97113067 A RU97113067 A RU 97113067A RU 97113067 A RU97113067 A RU 97113067A RU 2122268 C1 RU2122268 C1 RU 2122268C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- inputs
- output
- zero
- outputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к релейной защите и автоматике систем электроснабжения и предназначено для использования в электрических сетях с изолированной нейтралью. The present invention relates to relay protection and automation of power supply systems and is intended for use in electrical networks with isolated neutral.
Известны устройства для направленной защиты электрической сети от замыкания на землю, содержащие блок сравнения фазы, входы которого подключены через соответственно первый и второй усилители к выходам датчика тока нулевой последовательности и датчика напряжения нулевой последовательности, и исполнительный орган, подключенный к выходу блока сравнения фазы (А.с. N 959200, СССР. Устройство для направленной защиты сети с изолированной нейтралью от замыкания на землю/ Ф.А.Петраков, В.Н.Савицкий, Г.И.Сивчиков, - Опубл. в БИ, 1982, N 34, МКИ H 02 H 3/16; Блок направленной защиты от однофазных замыканий на землю БНЗ. УХЛ 5.1. Руководство по эксплуатации 0.06.466.0.52 РЭ. - Кемерово, 1987. - 13 с.). Known devices for the directional protection of the electric network from earth faults, containing a phase comparison unit, the inputs of which are connected through the first and second amplifiers respectively to the outputs of the zero sequence current sensor and zero sequence voltage sensor, and an actuator connected to the output of the phase comparison unit (A .s. N 959200, USSR. Device for directional protection of a network with isolated neutral from earth fault / F.A. Petrakov, V. N. Savitsky, G. I. Sivchikov, - Published in BI, 1982, No. 34, MKI H 02 H 3/16; Block on a systematic way of protection against single-phase earth fault BNZ UHL 5.1 Operating Instructions 0.06.466.0.52 RE -... Kemerovo, 1987. - 13 c)..
Недостаток известных устройств - низкая селективность, обусловленная возможностью ложных срабатываний при переходных процессах в системе электроснабжения. A disadvantage of the known devices is the low selectivity due to the possibility of false positives during transients in the power supply system.
Из известных наиболее близким по достигаемому результату к предлагаемому является устройство для направленной защиты электрической сети от замыкания на землю, содержащее блок сравнения фазы, входы которого подключены через соответственно первый и второй усилители к выходам датчика тока нулевой последовательности и датчика напряжения нулевой последовательности, и исполнительный орган, подключенный к выходу блока сравнения фазы (Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с. 214 - 217, рис. 7.5). Известное устройство реализует направленную защиту нулевой последовательности, реагирующую на установившиеся напряжения и токи. Блок сравнения фазы выполняет измерение фазового сдвига между напряжением и током нулевой последовательности. Защита срабатывает, если измеренное значение фазы находится в заданной зоне, определяемой настройкой схемы. Надежная работа такого устройства обеспечивается только при установившихся гармонических напряжениях и токах. Однако при переходных режимах в электрических сетях часто возникают длительные субгармонические колебания с частотами, близкими к частоте сети, например, 33 Гц. Экспериментально установлено, что для этих колебаний сдвиг фазы между током и напряжением нулевой последовательности находится в зоне срабатывания защиты. Это служит причиной ложных срабатываний защиты. Повышение селективности защиты за счет применения линейных фильтров, выделяющих гармоники основной частоты, не приводит к достижению цели, поскольку эффективное подавление субгармонических составляющих возможно только в установившихся режимах. Переходные процессы в линейных фильтрах при действии на их входах субгармонических составляющих продолжаются в течение нескольких периодов этих колебаний, что превышает требуемое время срабатывания защиты (не более 60 мс). Of the known closest in terms of the achieved result to the proposed device is a device for directional protection of the electric network from earth fault, containing a phase comparison unit, the inputs of which are connected through the first and second amplifiers respectively to the outputs of the zero-sequence current sensor and zero-sequence voltage sensor, and the executive body connected to the output of the phase comparison unit (V. Andreev. Relay protection and automation of power supply systems. - M.: Higher School, 1991, p. 214 - 217, Fig. 7.5). The known device implements directional protection of the zero sequence, responding to steady-state voltages and currents. The phase comparison unit measures the phase shift between the voltage and the zero sequence current. Protection is triggered if the measured phase value is in the specified zone determined by the circuit setting. Reliable operation of such a device is ensured only at steady harmonic voltages and currents. However, during transient conditions in electric networks, long subharmonic oscillations with frequencies close to the frequency of the network, for example, 33 Hz, often arise. It was experimentally established that for these oscillations the phase shift between the current and the zero-sequence voltage is in the protection operation zone. This causes false positives. An increase in the selectivity of protection due to the use of linear filters emitting harmonics of the fundamental frequency does not lead to the achievement of the goal, since effective suppression of subharmonic components is possible only in steady-state modes. Transients in linear filters under the action of subharmonic components at their inputs continue for several periods of these oscillations, which exceeds the required protection response time (not more than 60 ms).
Таким образом, недостаток известных устройств - низкая селективность при наличии субгармонических колебаний в электрической сети. Thus, the disadvantage of the known devices is the low selectivity in the presence of subharmonic oscillations in the electrical network.
Цель предлагаемого изобретения - повышение селективности защиты при наличии субгармонических колебаний в электрической системе. The purpose of the invention is to increase the selectivity of protection in the presence of subharmonic oscillations in the electrical system.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для направленной защиты электрической сети от замыкания на землю, содержащее блок сравнения фазы, входы которого подключены через соответственно первый и второй усилители к выходам датчика тока нулевой последовательности и датчика напряжения нулевой последовательности, и исполнительный орган, введены два релейных элемента с характеристикой
где
x и y - соответственно входной и выходной сигналы;
Ue - напряжение, соответствующее уровню логической единицы;
x0 - порог переключения релейного элемента,
два блока измерения периода, два одновибратора, два блока сравнения, пятивходовый элемент И, элемент НЕ, таймер со сбросом и двухвходовый элемент ИЛИ-НЕ, при этом входы первого релейного элемента и первого блока измерения периода объединены и подключены к выходу усилителя, а выходы подключены через соответственно первый одновибратор и первый блок сравнения к первому и второму входам пятивходового элемента И, третий вход которого подключен к выходу блока сравнения фазы, входы второго блока измерения периода и второго релейного элемента объединены и подключены к выходу второго усилителя, а выходы подключены через соответственно второй блок сравнения и второй одновибратор к четвертому и пятому входам пятивходового элемента И, выход которого соединен с объединенными входами таймера и элемента НЕ, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом исполнительного органа, а установочный вход таймера подключен к выходу элемента НЕ.This goal is achieved by the fact that in the known device for the directional protection of the electric network from earth faults, comprising a phase comparison unit, the inputs of which are connected through the first and second amplifiers respectively to the outputs of the zero-sequence current sensor and the zero-sequence voltage sensor, and the actuator two relay elements with characteristic
Where
x and y are the input and output signals, respectively;
U e is the voltage corresponding to the level of a logical unit;
x 0 - switching threshold of the relay element,
two period measurement units, two one-shot units, two comparison units, a five-input AND element, an NOT element, a reset timer and a two-input OR-NOT element, while the inputs of the first relay element and the first period measurement unit are combined and connected to the amplifier output, and the outputs are connected through the first one-shot and the first comparison unit, respectively, to the first and second inputs of the five-input element And, the third input of which is connected to the output of the phase comparison unit, the inputs of the second period measuring unit and the second relay element are connected and connected to the output of the second amplifier, and the outputs are connected through the second comparison unit and the second one-shot, respectively, to the fourth and fifth inputs of the five-input element And, the output of which is connected to the combined inputs of the timer and the element NOT, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the OR element - NOT, the output of which is connected to the input of the executive body, and the installation input of the timer is connected to the output of the element NOT.
По сравнению с наиболее близким аналогичным решением предлагаемое техническое решение имеет следующие отличительные признаки:
- два релейных элемента с характеристикой
где
x и y - соответственно входной и выходной сигналы;
Ue - напряжение, соответствующее уровню логической единицы;
X0 - порог переключения релейного элемента;
- два блока измерения периода;
- два одновибратора;
- два блока сравнения;
- пятивходовый элемент И;
- таймер со сбросом;
- элемент НЕ;
- двухвходовый элемент ИЛИ-НЕ.Compared with the closest similar solution, the proposed technical solution has the following distinctive features:
- two relay elements with characteristic
Where
x and y are the input and output signals, respectively;
U e is the voltage corresponding to the level of a logical unit;
X 0 - switching threshold of the relay element;
- two period measurement units;
- two single vibrators;
- two blocks of comparison;
- five-input element And;
- timer with reset;
- the element is NOT;
- two-input element OR-NOT.
Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию "новизна". Therefore, the claimed technical solution meets the requirement of "novelty."
При реализации предлагаемого изобретения повышается селективность направленной защиты электрической сети от замыканий на землю. Это обусловлено тем, что в предлагаемом устройстве предусмотрено формирование сигнала защитного отключения сети при фазовом сдвиге между напряжением и током нулевой последовательности, соответствующем режиму однофазного замыкания на землю, только для основной частоты с помощью дополнительного контроля периодов анализируемых сигналов. When implementing the invention, the selectivity of directional protection of the electric network from earth faults is increased. This is due to the fact that the proposed device provides for the formation of a protective shutdown signal during a phase shift between the voltage and the zero-sequence current corresponding to the single-phase earth fault mode, only for the main frequency with the help of additional control of the periods of the analyzed signals.
Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию "положительный эффект". Therefore, the claimed technical solution meets the requirement of "positive effect".
По каждому отличительному признаку проведен поиск известных технических решений в области электротехники и электробезопасности. For each distinguishing feature, a search is made for known technical solutions in the field of electrical engineering and electrical safety.
Релейные элементы с характеристикой
где
x и y - соответственно входной и выходной сигналы;
Ue - напряжение, соответствующее уровню логической единицы;
x0 - порог переключения релейного элемента,
блоки измерения периода, одновибраторы, блоки сравнения, пятивходовые элементы И, элементы ИЛИ-НЕ и таймеры со сбросом в известных устройствах аналогичного назначения не обнаружены.Relay elements with characteristic
Where
x and y are the input and output signals, respectively;
U e is the voltage corresponding to the level of a logical unit;
x 0 - switching threshold of the relay element,
period measurement units, one-shots, comparison units, five-input AND elements, OR-NOT elements, and reset timers are not found in known devices of a similar purpose.
Таким образом, указанные признаки обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие требованию "существенные отличия". Thus, these features provide the claimed technical solution according to the requirement of "significant differences".
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где приведена функциональная схема устройства для направленной защиты электрической сети от замыкания не землю. The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of a device for directional protection of an electric network from a short to ground.
Устройство содержит датчик тока нулевой последовательности 1, датчик напряжения нулевой последовательности 2, первый 3 и второй 4 усилители, первый 5 и второй 9 релейные элементы с характеристикой
где
x и y - соответственно входной и выходной сигналы;
Ue - напряжение, соответствующее уровню логической единицы;
x0 - порог переключения релейного элемента,
первый 6 и второй 8 блоки измерения периода; блок сравнения фазы 7, первый 10 и второй 13 одновибраторы; первый 11 и второй 12 блоки сравнения, пятивходовый элемент И 14, элемент НЕ 15, таймер 16 со сбросом, двухвходовый элемент ИЛИ-НЕ 17, исполнительный орган 18.The device contains a zero-sequence current sensor 1, a zero-sequence voltage sensor 2, the first 3 and second 4 amplifiers, the first 5 and second 9 relay elements with characteristic
Where
x and y are the input and output signals, respectively;
U e is the voltage corresponding to the level of a logical unit;
x 0 - switching threshold of the relay element,
first 6 and second 8 period measurement blocks; phase comparison unit 7, first 10 and second 13 single vibrators; the first 11 and second 12 comparison blocks, a five-input element AND 14, an element NOT 15, a timer 16 with a reset, a two-input element OR-NOT 17, the executive body 18.
В устройстве для направленной защиты электрической сети от замыкания на землю выход датчика тока нулевой последовательности 1 подключен к входу первого усилителя 3, выход которого соединен с объединенными входами первого релейного элемента 5 и первого блока измерения периода 6 и первым входом блока сравнения фазы 7, второй вход которого объединен с входами второго блока измерения периода 8 и второго релейного элемента 9 и подключен через второй усилитель 4 к выходу датчика напряжения нулевой последовательности 2, а выход соединен с третьим входом пятивходового элемента И 14, первый вход которого подключен через первый одновибратор 10 к выходу первого релейного элемента 5, второй вход подключен через первый блок сравнения 11 к выходу первого блока измерения периода 6, четвертый вход подключен через второй блок сравнения 12 к выходу второго блока измерения периода 8, пятый вход подключен через второй одновибратор 13 к выходу второго релейного элемента 9, а выход подключен к объединенным входам таймера со сбросом 16 и элемента НЕ 15, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ-НЕ 17, выход которого соединен с входом исполнительного органа 18, а установочный вход таймера 16 подключен к выходу элемента НЕ 15. In the device for the directional protection of the electric network from earth fault, the output of the zero-sequence current sensor 1 is connected to the input of the first amplifier 3, the output of which is connected to the combined inputs of the first relay element 5 and the first period measuring unit 6 and the first input of the phase 7 comparison unit, the second input which is combined with the inputs of the second period measuring unit 8 and the second relay element 9 and is connected through the second amplifier 4 to the output of the zero-sequence voltage sensor 2, and the output is connected to the third the input of the five-input element And 14, the first input of which is connected through the first one-shot 10 to the output of the first relay element 5, the second input is connected through the first block of comparison 11 to the output of the first unit of measurement of period 6, the fourth input is connected through the second block of comparison 12 to the output of the second measurement unit of period 8, the fifth input is connected through the second one-shot 13 to the output of the second relay element 9, and the output is connected to the combined inputs of the timer with reset 16 and element NOT 15, the outputs of which are connected respectively to the first and the second inputs of the element OR NOT 17, the output of which is connected to the input of the executive body 18, and the installation input of the timer 16 is connected to the output of the element NOT 15.
Устройство для направленной защиты электрической сети от замыкания на землю работает следующим образом. Датчики тока 1 и напряжения 2 нулевой последовательности формируют сигналы, пропорциональные соответственно току и напряжению нулевой последовательности, которые усиливаются с помощью усилителей 3 и 4. Блок сравнения фазы 7, на входы которого подаются сигналы с выходов усилителей 3 и 4, выполняет измерение в течение каждого полупериода входных сигналов фазового сдвига φ между напряжением и током нулевой последовательности и сравнение полученного значения с границами φ1 и φ2 зоны срабатывания защитного отключения. Если φ1≤φ≤φ2, то на выходе блока сравнения фазы формируется сигнал с уровнем логической единицы u7=Ue, в противном случае u7= 0. Этот сигнал сохраняется на выходе блока 7 до момента окончания следующего измерения, т.е., в течение полупериода.A device for directional protection of an electric network from earth faults operates as follows. The sensors of current 1 and voltage 2 of the zero sequence generate signals proportional to the current and voltage of the zero sequence, which are amplified by amplifiers 3 and 4. The phase comparison unit 7, to the inputs of which the signals from the outputs of amplifiers 3 and 4 are supplied, performs measurements during each half-period of the input signals of the phase shift φ between the voltage and the zero sequence current and comparing the obtained value with the boundaries φ 1 and φ 2 of the protective shutdown operation zone. If φ 1 ≤φ≤φ 2 , then a signal with a logic level of u 7 = U e is generated at the output of the phase comparison unit, otherwise u 7 = 0. This signal is stored at the output of block 7 until the end of the next measurement, i.e. e., for half a period.
Сигналы с выходов первого 3 и второго 4 усилителей поступают также на входы соответственно первого 5 и второго 9 релейных элементов, которые в случае превышения амплитудными значениями входных сигналов уровней переключения формируют импульсы, следующие с удвоенной частотой сигналов. Импульсы с выходов релейных элементов 5 и 9 поступают на входы одновибраторов с перезапуском 10 и 13, длительность выходных импульсов которых выбирается, равной половине периода сети. В результате этого появление на входах одновибраторов 10 и 9 импульсов приводит к формированию на их выходах постоянных напряжений с уровнем логической единицы. The signals from the outputs of the first 3 and second 4 amplifiers also go to the inputs of the first 5 and second 9 relay elements, respectively, which, when the amplitude values of the input signals exceed the switching levels, form pulses that follow with a doubled signal frequency. The pulses from the outputs of the relay elements 5 and 9 are fed to the inputs of the single vibrators with a restart of 10 and 13, the duration of the output pulses of which is selected equal to half the period of the network. As a result of this, the appearance of 10 and 9 pulses at the inputs of single-vibrators leads to the formation of constant voltages at their outputs with a level of a logical unit.
Блоки измерения периода 6 и 8 выполняют цифровое измерение периода выходных сигналов усилителей соответственно 3 и 4 за половину периода сети. Результаты измерений с выходов блоков 6 и 8 поступают на входы соответственно первого 11 и второго 12 блоков сравнения, которые формируют сигналы логической единицы Ue в случае, если отклонение периода от номинального значения (20 мс) не превышает допустимой величины (например, 5%), и логического 0 - в противном случае. Результаты сравнения действуют на выходах блоков 11 и 12 до момента окончания следующего измерения, т.е. в течение половины периода входного сигнала.The period measuring units 6 and 8 digitally measure the period of the output signals of the amplifiers 3 and 4, respectively, for half the network period. The measurement results from the outputs of blocks 6 and 8 are fed to the inputs of the first 11 and second 12 comparison blocks, respectively, which generate signals of a logical unit U e if the period deviation from the nominal value (20 ms) does not exceed the permissible value (for example, 5%) , and logical 0 otherwise. The comparison results are valid at the outputs of blocks 11 and 12 until the end of the next measurement, i.e. for half the period of the input signal.
Логические сигналы с выходов первого 10 и второго 13 одновибраторов, первого 11 и второго 12 блоков сравнения и блока сравнения фазы 7 поступают на входы элемента И 14, выходной сигнал которого управляет запуском и сбросом таймера 16. При появлении на выходе элемента И 14 сигнала логической единицы происходит запуск таймера 16, а при формировании на выходе элемента И 14 напряжения с уровнем логического 0 с помощью элемента НЕ 15 осуществляется сброс таймера 16. Для обеспечения надежной работы защиты период таймера выбирается из условия τ≥3T/4, где T - номинальное значение периода сети. Logical signals from the outputs of the first 10 and second 13 single vibrators, the first 11 and second 12 comparison units and the phase 7 comparison unit are supplied to the inputs of the And 14 element, the output signal of which controls the start and reset of the timer 16. When the logical unit signal appears at the output of the And 14 element the timer 16 starts, and when the output of the AND element 14 generates a voltage with a logic level of 0 using the HE 15 element, the timer 16 is reset. To ensure reliable protection, the timer period is selected from the condition τ≥3T / 4, where T is nom The initial value of the network period.
Логический элемент ИЛИ-НЕ 17 обеспечивает логику срабатывания защиты: включение исполнительного органа 18 происходит после выключения таймера и при сохранении аварийной ситуации (сигнал логической единицы на выходе элемента И). The OR-NOT 17 logic element provides the protection operation logic: the actuator 18 is turned on after the timer is turned off and when the emergency situation persists (a logical unit signal at the output of the AND element).
В случае нормальной работы электрической сети при отсутствии замыканий на землю ток и напряжение нулевой последовательности близки к нулю. Следовательно, сигналы на выходах первого 3 и второго 4 усилителей близки к нулю, напряжения на выходах релейных элементов 5 и 9 равны 0, сигналы на выходах первого 10 и второго 13 одновибраторов соответствуют уровню логического нуля. Следовательно, на выходе элемента И 14 всегда действует сигнал с уровнем логического нуля. Исполнительный орган 18 отключен. In the case of normal operation of the electric network in the absence of earth faults, the current and voltage of the zero sequence are close to zero. Therefore, the signals at the outputs of the first 3 and second 4 amplifiers are close to zero, the voltages at the outputs of the relay elements 5 and 9 are 0, the signals at the outputs of the first 10 and second 13 single-vibrators correspond to a logic zero level. Therefore, the output element And 14 always acts signal with a logic level of zero. Executive body 18 is disabled.
При возникновении в электрической сети однофазного замыкания на землю появляются ток и напряжение нулевой последовательности, которые преобразуются датчиками тока 1 и напряжения 2 нулевой последовательности. Выходные сигналы этих датчиков усиливаются соответственно первым 3 и вторым 4 усилителями и поступают на входы соответственно первого 5 и второго 9 релейных элементов, первого 6 и второго 8 блоков измерения периода и блок сравнения фазы 7. Если значения тока и напряжения нулевой последовательности таковы, что входные сигналы первого 5 и второго 9 релейных элементов превышают уровень их переключения, то на выходах этих элементов формируются импульсные последовательности с частотой, равной удвоенной частоте сети, которые поступают на входы одновибраторов 10 и 13. В результате на выходах одновибраторов формируются сигналы с уровнем логической единицы, которые действуют на первом и пятом входах элемента И 14. When a single-phase earth fault occurs in the electric network, a zero-sequence current and voltage appear, which are converted by the sensors of current 1 and voltage 2 of the zero sequence. The output signals of these sensors are amplified by the first 3 and second 4 amplifiers, respectively, and are fed to the inputs of the first 5 and second 9 relay elements, the first 6 and second 8 period measuring units, and phase comparison unit 7. If the values of the current and voltage of the zero sequence are such that the input the signals of the first 5 and second 9 relay elements exceed their switching level, then pulse sequences are formed at the outputs of these elements with a frequency equal to twice the network frequency, which are fed to the inputs novibrators 10 and 13. As a result, at the outputs of one-vibrators signals are generated with the level of a logical unit, which act on the first and fifth inputs of the And 14 element.
Блок сравнения фазы 7, выполняющий измерение фазового сдвига током и напряжением, формирует сигнал логической единицы в случае, если измеренное значение находится в зоне срабатывания защиты (φ1≤φ≤φ2). Значения φ1 и φ2 являются настроечными параметрами и зависят от конкретных требований для электрической сети. Например, для угольных разрезов теоретически доказано и экспериментально подтверждено, что границы диапазона срабатывания защиты следует выбирать равными φ1 = -70o φ2 = -180o.
Если частоты тока и напряжения нулевой последовательности равны номинальной частоте сети, то на выходах первого 11 и второго 12 блоков сравнения формируются сигналы логической единицы, которые действуют на втором и четвертом входах элемента И 14.The phase 7 comparison unit, which measures the phase shift by current and voltage, generates a signal of a logical unit if the measured value is in the protection operation zone (φ 1 ≤φ≤φ 2 ). The values of φ 1 and φ 2 are tuning parameters and depend on the specific requirements for the electrical network. For example, for coal mines, it has been theoretically proved and experimentally confirmed that the boundaries of the protection operation range should be chosen equal to φ 1 = -70 o φ 2 = -180 o .
If the frequencies of the current and voltage of the zero sequence are equal to the nominal frequency of the network, then the outputs of the first 11 and second 12 comparison blocks are generated signals of a logical unit, which act on the second and fourth inputs of the element And 14.
В случае, если в электрической сети ток и напряжение нулевой последовательности превышают значения, характерные для нормальных режимов, фазовый сдвиг между током и напряжением находится в диапазоне, соответствующем однофазному замыканию на землю, а частота тока и напряжения нулевой последовательности не отличается от частоты сети, то на всех пяти входах элемента И 14 действуют сигналы с уровнями логической единицы. Появление сигнала с уровнем логической единицы на выходе элемента И 14 вызывает запуск таймера 16. Если за время τ выдержки таймера не произойдет изменений в электрической сети, связанных с прекращением аварийной ситуации или изменением частоты тока и напряжения нулевой последовательности, то после окончания выдержки времени τ на первом и втором входах элемента ИЛИ-НЕ действуют сигналы логического 0. В результате этого на выходе элемента ИЛИ-НЕ 17 формируется сигнал логической единицы, вызывающий включение исполнительного органа 18. If the current and voltage of the zero sequence in the electric network exceed the values characteristic of normal modes, the phase shift between the current and voltage is in the range corresponding to a single-phase earth fault, and the frequency of the current and voltage of the zero sequence does not differ from the network frequency, then on all five inputs of the element And 14 are signals with levels of a logical unit. The appearance of a signal with a level of a logical unit at the output of AND element 14 causes the start of timer 16. If during the time τ of the timer there are no changes in the electrical network associated with the termination of the emergency or a change in the frequency of the current and voltage of the zero sequence, then after the time delay τ on the first and second inputs of the OR-NOT element are logic 0 signals. As a result of this, the output of the OR-NOT 17 element generates a signal of a logical unit, causing the executive body 18 to turn on.
Если в течение интервала времени работы таймера на одном из входов элемента И 14 появляется сигнал с уровнем логического нуля, т.е. пропадает один из признаков аварийной ситуации, то на выходе элемента И 14 формируется сигнал с уровнем логического нуля, который через элемент НЕ 15 вызывает сброс таймера 16. If during a time interval of the timer on one of the inputs of the element And 14 a signal appears with a logic level of zero, i.e. if one of the signs of an emergency disappears, then at the output of the AND element 14 a signal is generated with a logic zero level, which through the element NOT 15 causes the timer 16 to be reset.
Таким образом, предлагаемое устройство для направленной защиты электрической сети от замыкания на землю обеспечивает повышенную селективность за счет дополнительного контроля периодов тока и напряжения нулевой последовательности и исключения ложных срабатываний при переходных процессах в сетях, сопровождающихся появлением периодических составляющих субгармонических частот. Thus, the proposed device for directional protection of the electric network from earth faults provides increased selectivity due to additional control of the periods of current and voltage of zero sequence and the elimination of false positives during transients in networks, accompanied by the appearance of periodic components of subharmonic frequencies.
Следовательно, использование в известном устройстве для направленной защиты электрической сети от замыканий на землю дополнительно двух релейных элементов с характеристикой
где
x и y - соответственно входной и выходной сигналы;
Ue - напряжение, соответствующее уровню логической единицы;
x0 - порог переключения релейного элемента,
двух блоков измерения периода, двух одновибираторов, двух блоков сравнения, пятивходового элемента И, элемента НЕ, таймера со сбросом и двухвходового элемента ИЛИ-НЕ позволяет повысить селективность направленной защиты электрической сети от замыканий на землю при наличии субгармонических колебаний.Therefore, the use in the known device for directional protection of the electric network from earth faults additionally two relay elements with the characteristic
Where
x and y are the input and output signals, respectively;
U e is the voltage corresponding to the level of a logical unit;
x 0 - switching threshold of the relay element,
two period measuring units, two one-vibrators, two comparison units, a five-input element AND, an element NOT, a timer with a reset, and a two-input element OR-NOT can increase the selectivity of directional protection of the electric network from earth faults in the presence of subharmonic oscillations.
Применение предлагаемого устройства в различных отраслях промышленности позволит повысить надежность и безопасность эксплуатации электрических сетей. The application of the proposed device in various industries will improve the reliability and safety of electrical networks.
Claims (1)
где x и y соответственно входной и выходной сигналы;
Ue - напряжение, соответствующее уровню логической единицы;
xo - порог переключения релейного элемента,
два блока измерения периода, два одновибратора, два блока сравнения, пятивходовый элемент И, элемент НЕ, таймер со сбросом и двухвходовый элемент ИЛИ - НЕ, при этом входы первого релейного элемента и первого блока измерения периода объединены и подключены к выходу первого усилителя, а выходы подключены через соответственно первый одновибратор и первый блок сравнения к первому и второму входам пятивходового элемента И, третий вход которого подключен к выходу блока сравнения фазы, входы второго блока измерения периода и второго релейного элемента объединены и подключены к выходу второго усилителя, а выходы подключены через соответственно второй блок сравнения и второй одновибратор к четвертому и пятому входам пятивходового элемента И, выход которого соединен с объединенными входами таймера и элемента НЕ, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ - НЕ, выход которого соединен с входом исполнительного органа, а установочный вход таймера подключен к выходу элемента НЕ.A device for directional protection of the electric network from earth faults, comprising a phase comparison unit, the inputs of which are connected through the first and second amplifiers respectively to the outputs of the zero-sequence current sensor and the zero-sequence voltage sensor, and an actuator, characterized in that two relay item with characteristic
where x and y are respectively the input and output signals;
U e is the voltage corresponding to the level of a logical unit;
x o - switching threshold of the relay element,
two period measurement units, two one-shot units, two comparison units, a five-input AND element, a NOT element, a timer with a reset, and a two-input OR element - NOT, while the inputs of the first relay element and the first period measurement unit are combined and connected to the output of the first amplifier, and the outputs connected through the first one-shot and the first comparison unit to the first and second inputs of the five-input element And, the third input of which is connected to the output of the phase comparison unit, the inputs of the second period measurement unit and the second relay e the elements are combined and connected to the output of the second amplifier, and the outputs are connected through the second comparison unit and the second one-shot, respectively, to the fourth and fifth inputs of the five-input element And, the output of which is connected to the combined inputs of the timer and the element NOT, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the element OR - NOT, the output of which is connected to the input of the executive body, and the installation input of the timer is connected to the output of the element NOT.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97113067A RU2122268C1 (en) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | Power-mains directional ground-fault protective device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97113067A RU2122268C1 (en) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | Power-mains directional ground-fault protective device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2122268C1 true RU2122268C1 (en) | 1998-11-20 |
| RU97113067A RU97113067A (en) | 1999-02-10 |
Family
ID=20195829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97113067A RU2122268C1 (en) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | Power-mains directional ground-fault protective device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2122268C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530736C1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-10-10 | Александр Леонидович Куликов | Method of diagnostics and directed protection against single-phase short circuits in electrical networks |
| RU2543517C1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-03-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Нтц "Механотроника" | Protection of circuits with isolated compensated and resistance-ground neutral against single-phase earth connections |
| RU2565060C2 (en) * | 2013-09-10 | 2015-10-20 | Открытое акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Юга" (ОАО "МРСК Юга") | Method of centralised selective earth-fault protection in electrical distribution system |
-
1997
- 1997-07-30 RU RU97113067A patent/RU2122268C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с.214-217. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530736C1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-10-10 | Александр Леонидович Куликов | Method of diagnostics and directed protection against single-phase short circuits in electrical networks |
| RU2565060C2 (en) * | 2013-09-10 | 2015-10-20 | Открытое акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Юга" (ОАО "МРСК Юга") | Method of centralised selective earth-fault protection in electrical distribution system |
| RU2543517C1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-03-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Нтц "Механотроника" | Protection of circuits with isolated compensated and resistance-ground neutral against single-phase earth connections |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2122268C1 (en) | Power-mains directional ground-fault protective device | |
| IE820833L (en) | Solid state load protection system | |
| SU748644A1 (en) | Device for protecting user from three-phase mains phase loss | |
| SU1350736A1 (en) | Apparatus for monitoring phase sequence and phase failure on three-phase network | |
| SU961023A2 (en) | Apparatus for protecting traction network against single-phase earthing | |
| RU1826103C (en) | Protective circuit-opening device for ac electrical installations | |
| SU1545281A1 (en) | Device for interlocking differential protection of generator of self-contained power system when connecting wires are damaged | |
| SU1617521A1 (en) | Device for protecting electric installation against asymmetrical duties | |
| SU663014A1 (en) | Method and apparatus for protecting three-phase consumers from incomplete operating modes | |
| SU762081A1 (en) | Electric mains short-circuiting protection method | |
| SU1309149A1 (en) | Device for current protection of three-phase electrical installation against short-circuit | |
| SU1277279A1 (en) | Device for current protection of three-phase circuits with dependent time lag | |
| SU1198636A1 (en) | Device for differential protection of transformer | |
| RU2151458C1 (en) | Device for protecting three-phase motor against abnormal conditions | |
| SU1480006A1 (en) | Device for protection of human beings from shocks in electric networks with insulated neutral | |
| SU1210173A1 (en) | Device for protection against break of phase wire in electric networks with voltage of 0.38 kv | |
| RU2027273C1 (en) | Device for protecting the three-phase plant from abnormal modes | |
| RU2117373C1 (en) | Device for emergency disconnection of thyristor converter in response to open circuit in its power circuit | |
| SU474762A1 (en) | Phase indicator | |
| SU1697177A1 (en) | Device for protection of thyristor converter | |
| SU792428A1 (en) | Device for short-circuiting current protection of traction dc network | |
| SU877445A2 (en) | Device for checking presence of phase voltages | |
| SU1619365A2 (en) | Device for protecting frequency converter-supplied three-phase induction motor from two-phase operation | |
| SU1403194A1 (en) | Arrangement for interlocking the differential protection of generator of independent power system in connecting wire failures | |
| SU945935A2 (en) | Device for starting quick-action relay protection system |