RU2655670C2 - Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral - Google Patents

Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral Download PDF

Info

Publication number
RU2655670C2
RU2655670C2 RU2016141795A RU2016141795A RU2655670C2 RU 2655670 C2 RU2655670 C2 RU 2655670C2 RU 2016141795 A RU2016141795 A RU 2016141795A RU 2016141795 A RU2016141795 A RU 2016141795A RU 2655670 C2 RU2655670 C2 RU 2655670C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
earth
network
residual current
neutral
Prior art date
Application number
RU2016141795A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016141795A (en
Inventor
Владимир Федорович Ильин
Александр Витальевич Булычев
Владимир Николаевич Козлов
Николай Владиславович Матвеев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер")
Priority to RU2016141795A priority Critical patent/RU2655670C2/en
Publication of RU2016141795A publication Critical patent/RU2016141795A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2655670C2 publication Critical patent/RU2655670C2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/08—Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical equipment.
SUBSTANCE: use: in the field of electrical engineering and power engineering. According to the method, an artificial potential is created on the neutral by injecting the source current into the network zero circuit, measuring the parameters of the zero sequence circuit and adjusting the arc suppression reactor, and from the moment of occurrence of fault to earth, the residual current at the fault to earth location is determined, compared with the threshold level, source is controlled and its current is regulated to the full compensation of the single-phase fault to earth current. Residual current is determined by summing individual current components that occur at the fault to earth location. First component of the residual current is determined by calculating the product of the conductivity of a network zero circuit contour, measured in the period preceding the moment of occurrence of a fault to earth, the voltage of the damaged phase, measured with respect to the neutral of the network. Second component of the residual current is determined by calculating the product of the conductivity of the network zero contour circuit, before the moment of fault to earth occurrence, to the voltage of the neutral relative to the earth measured during the same period. When the resultant residual current exceeds a given threshold level, the source current is set proportional to the resulting residual current, and if the resultant residual current does not exceed a given threshold level, then the source current is set to zero.
EFFECT: technical result is higher efficiency of compensation of single-phase fault to earth currents, and, as a consequence, improving electric power supply reliability of consumers.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для автоматической компенсации тока однофазного замыкания на землю в распределительных сетях с изолированной нейтралью.The invention relates to the field of electrical engineering and electric power industry and can be used to automatically compensate for the current of a single-phase earth fault in distribution networks with isolated neutral.

Известен способ компенсации тока однофазного замыкания на землю в сети с дугогасящим реактором (ДГР) в нейтрали, предусматривающий резонансную настройку индуктивной проводимости ДГР в нормальном режиме работы сети. При этом резонанс находят либо по максимуму естественного или искусственного напряжения смещения нейтрали, либо используя фазовые характеристики сети, выделяя опорные напряжения и сводя к нулю угол между выбранными напряжениями [1].A known method of compensating the current of a single-phase earth fault in a network with an arc suppression reactor (GDR) in neutral, which provides resonant tuning of the inductive conductivity of the GDR in the normal mode of operation of the network. In this case, the resonance is found either by the maximum of the natural or artificial voltage of the neutral bias, or by using the phase characteristics of the network, highlighting the reference voltage and reducing the angle between the selected voltages to zero [1].

Однако первый вариант настройки ДГР в резонанс обладает недостаточной чувствительностью и низким быстродействием при пошаговом достижении точки резонанса. А при втором варианте - с использованием фазовых характеристик, даже при их значительном усложнении введением модуляции опорного сигнала трудно обеспечить точность и независимость от естественного смещения нейтрали и добротности контура нулевой последовательности сети.However, the first version of tuning the resonance resonance resonance resonance has insufficient sensitivity and low speed when stepwise reaching the resonance point. And with the second option - using phase characteristics, even with their significant complication by the introduction of modulation of the reference signal, it is difficult to ensure accuracy and independence from the natural neutral offset and quality factor of the network zero sequence loop.

Наиболее близким по технической сущности решением является способ компенсации, заключающийся в том, что в условиях нормальной работы сети создают на нейтрали искусственный потенциал путем введения тока источника непромышленной частоты в контур нулевой последовательности (КНП) сети, измеряют его параметры и осуществляют настройку ДГР, выравнивая по значению текущую индуктивную проводимость ДГР с измеренной ранее емкостной проводимостью КНП сети [2].The closest solution in technical essence is the compensation method, which consists in the fact that in normal operation of the network they create an artificial potential on neutral by introducing the current of the non-industrial frequency source into the zero-sequence circuit (KNI) of the network, measure its parameters and configure the GDR, aligning with the current inductive conductivity of the GDR with the previously measured capacitive conductivity of the KNP network [2].

Способ характеризуется достаточно высокой точностью резонансной настройки КНП сети. Он эффективен и в случае применения статических устройств компенсации, где регулирование запаздывающего индуктивного тока осуществляют путем переключения емкости конденсаторной батареи, подключенной параллельно основной или вспомогательной обмотки ДГР [3], либо путем преобразования емкостного тока конденсаторной батареи с помощью широтно-импульсного конвертора [4].The method is characterized by a sufficiently high accuracy of the resonant tuning of the KNI network. It is also effective in the case of static compensation devices, where the delayed inductive current is regulated by switching the capacitance of the capacitor bank connected in parallel to the main or auxiliary winding of the GDR [3], or by converting the capacitive current of the capacitor bank using a pulse-width converter [4].

Основным недостатком прототипа является низкая эффективность в электрических сетях с ослабленной изоляцией, характеризуемых высоким уровнем активного тока утечки фаз, и в сетях со значительной несимметрией проводимостей фаз относительно земли, где существенна доля тока, обусловленного неравенством фазных проводимостей относительно земли. В таких сетях фактор резонансной настройки не является определяющим критерием компенсации тока в месте замыкания на землю.The main disadvantage of the prototype is its low efficiency in electric networks with weakened insulation, characterized by a high level of active phase leakage current, and in networks with a significant asymmetry of the phase conductivities relative to the ground, where the proportion of current due to the inequality of phase conductivities relative to the ground is significant. In such networks, the resonant tuning factor is not a determining criterion for current compensation at the point of earth fault.

Другой недостаток заключается в том, что устройство, осуществляющее способ-прототип, работоспособно лишь в условиях устойчивых замыканий на землю. При дуговых пробоях в момент гашения дуги происходит произвольное размыкание контура автонастройки и потеря управляемости системы компенсации. По этой причине это техническое решение неспособно нейтрализовать перемежающиеся дуговые замыкания, которые, как правило, сопровождаются наиболее опасными негативными последствиями.Another disadvantage is that the device implementing the prototype method is operable only in conditions of stable earth faults. In case of arc breakdowns at the time of arc extinction, an arbitrary opening of the auto-tuning circuit occurs and loss of controllability of the compensation system occurs. For this reason, this technical solution is unable to neutralize intermittent arc faults, which, as a rule, are accompanied by the most dangerous negative consequences.

Указанные недостатки ограничивают область применения данного способа.These disadvantages limit the scope of this method.

Целью предложенного изобретения является расширение функций и повышение эффективности компенсации токов однофазного замыкания на землю и, как следствие, повышение надежности электроснабжения потребителей.The aim of the proposed invention is to expand the functions and increase the efficiency of compensation of currents of a single-phase earth fault and, as a result, increase the reliability of power supply to consumers.

Поставленная цель достигается заявляемым способом автоматической компенсации тока однофазного замыкания на землю в сети с дугогасящим реактором в нейтрали, заключающимся в том, что создают на нейтрали искусственный потенциал путем введения тока источника в контур нулевой последовательности сети, измеряют параметры контура нулевой последовательности и осуществляют настройку дугогасящего реактора, а с момента возникновения замыкания на землю определяют остаточный ток в месте замыкания на землю, сравнивают с пороговым уровнем, управляют источником и регулируют его ток до полной компенсации тока однофазного замыкания на землю.This goal is achieved by the claimed method of automatic compensation of the current of a single-phase earth fault in a network with an arcing reactor in neutral, which consists in creating an artificial potential on the neutral by introducing a source current into the circuit of the zero sequence of the network, measuring the parameters of the zero sequence circuit and adjusting the suppression reactor , and from the moment of the occurrence of an earth fault, the residual current at the place of the earth fault is determined, compared with a threshold level, they are identified by the source and its current is regulated until the current of the single-phase earth fault is completely compensated.

Остаточный ток определяют путем суммирования отдельных составляющих тока, возникающих в месте замыкания на землю.The residual current is determined by summing the individual components of the current occurring at the point of earth fault.

Первую составляющую остаточного тока определяют путем вычисления произведения проводимости контура нулевой последовательности сети, измеряемой в период, предшествующий моменту возникновения замыкания на землю, на напряжение поврежденной фазы, измеряемое относительно нейтрали сети.The first component of the residual current is determined by calculating the product of the conductivity of the circuit of the zero sequence of the network, measured in the period preceding the time of an earth fault, by the voltage of the damaged phase, measured relative to the neutral of the network.

Вторую составляющую остаточного тока определяют путем вычисления произведения проводимости контура нулевой последовательности сети, измеряемой в период, предшествующий моменту возникновения замыкания на землю, на измеряемое в тот же период напряжение нейтрали относительно земли.The second component of the residual current is determined by calculating the product of the conductivity of the circuit of the zero sequence of the network, measured in the period preceding the time of the earth fault, and the neutral voltage measured in the same period with respect to the earth.

При превышении результирующим остаточным током заданного порогового уровня ток источника устанавливают пропорциональным результирующему остаточному току, а если результирующий остаточный ток не превышает заданный пороговый уровень, то ток источника устанавливают равным нулю.If the resulting residual current exceeds a predetermined threshold level, the source current is set proportional to the resulting residual current, and if the resulting residual current does not exceed a predetermined threshold level, the source current is set to zero.

Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что заявленный способ обеспечивает расширение функций компенсации тока ОЗЗ в части нейтрализации тока, который остается нескомпенсированным в месте ОЗЗ при компенсации только индуктивным током ДГР на частоте сети. Таким образом, заявленный способ обеспечивает возможность снизить ток и падение напряжения в месте повреждения, практически, до нулевого уровня. В результате, более эффективно гасится дуга и ущерб от горения дуги и ее термического воздействия в месте повреждения, а также риски возникновения повторных пробоев и перенапряжений сводятся к минимуму. Расширение функций в таком виде дает существенное повышение эффективности компенсации токов 033, обеспечивает более высокую степень электробезопасности, пожарной безопасности и надежности электроснабжения.A comparative analysis of the claimed solution with the prototype shows that the claimed method provides the expansion of the compensation functions of the current of the OZZ in terms of neutralizing the current, which remains uncompensated in the place of the OZZ when compensated only by the inductive current of the GDR at the network frequency. Thus, the claimed method provides the ability to reduce current and voltage drop at the site of damage, practically, to zero. As a result, the arc and the damage caused by the burning of the arc and its thermal effect at the place of damage are more effectively extinguished, as well as the risks of repeated breakdowns and overvoltages are minimized. The expansion of functions in this form gives a significant increase in the efficiency of current compensation 033, provides a higher degree of electrical safety, fire safety and reliability of power supply.

На чертеже приведена функциональная схема устройства компенсации, реализующего предложенный способ.The drawing shows a functional diagram of a compensation device that implements the proposed method.

К электрической сети, содержащей присоединения 1 и 2, через нейтралеобразующий трансформатор 3, подключены управляемый реактор 4 и инвертор 5, питающийся от трансформатора собственных нужд 6 либо от вторичных обмоток трансформатора 3. Выходные сигналы измерительного трансформатора напряжения 7 и трансформаторов тока 8 и 9 поступают на вход первого измерительного органа 10 в цепи управления реактором 4 и на вход второго измерительного органа 11 в цепи управления инвертором 5. Логика взаимодействия указанных контуров управления задается программным путем в блоке 12.A controlled reactor 4 and an inverter 5, powered by auxiliary transformer 6 or from the secondary windings of transformer 3, are connected to an electric network containing connections 1 and 2 through a neutral-forming transformer 3. The output signals of a voltage transformer 7 and current transformers 8 and 9 are fed to the input of the first measuring body 10 in the control circuit of the reactor 4 and the input of the second measuring body 11 in the control circuit of the inverter 5. The interaction logic of these control loops is set by the program mnym by block 12.

Первый измерительный орган 10 содержит блок 13, в котором обрабатываются входные данные в частотной области. Вычисляются активная, индуктивная, емкостная и полная проводимости контура нулевой последовательности сети. Определяется характеристическая величина, соответствующая рассогласованию между индуктивной и емкостной проводимостями. Сформированный блоком 13 сигнал рассогласования сравнивается по абсолютной величине с записанной в блоке 14 уставкой, определяющей зону нечувствительности измерительного органа 10. При срабатывании коммутатора 15 сигнал рассогласования поступает на вход управления индуктивностью реактора 4.The first measuring body 10 comprises a unit 13 in which input data in the frequency domain is processed. The active, inductive, capacitive, and total conductivities of the network zero sequence circuit are calculated. The characteristic value corresponding to the mismatch between the inductive and capacitive conductivities is determined. The mismatch signal generated by block 13 is compared in absolute value with the setting recorded in block 14, which determines the deadband of the measuring organ 10. When the switch 15 is activated, the mismatch signal is fed to the control inductance of the reactor 4.

Измерительный орган 11 содержит блок 16, в котором по факту возникновения ОЗЗ регистрируются осциллограммы входных сигналов. Путем обработки данных во временной и частотной областях вычисляется характеристическая функция, ориентированная относительно опорного сигнала, поступающего с одной из фазных обмоток трансформатора 7. Сформированный блоком 16 сигнал сравнивается по абсолютной величине с зафиксированной в блоке 17 уставкой, определяющей зону нечувствительности измерительного органа 11. При срабатывании коммутатора 18 сформированный блоком 16 сигнал поступает на управление выходным током инвертора 5.The measuring body 11 contains a block 16, in which upon the occurrence of the SCR recorded waveforms of input signals. By processing data in the time and frequency domains, a characteristic function is calculated that is oriented with respect to the reference signal coming from one of the phase windings of the transformer 7. The signal generated by block 16 is compared in absolute value with the set value fixed in block 17, which determines the deadband of the measuring organ 11. When triggered the switch 18 formed by the block 16, the signal is supplied to control the output current of the inverter 5.

Инвертор 5 реализуется на основе ШИМ-конвертора с повышенной частотой преобразования электроэнергии и может подключаться к нейтрали через дополнительную обмотку реактора 4.The inverter 5 is implemented on the basis of a PWM converter with an increased frequency of electric energy conversion and can be connected to the neutral through an additional winding of the reactor 4.

Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы сети измерительный орган 10 измеряет текущие параметры контура сети с использованием опорного тока, задаваемого блоком 12. Блок 12 устанавливает циклический режим работы инвертора 5, инжектирующего в нейтраль сети опорный ток, частота которого может задаваться кратной частоте сети в соотношении 1/2 или 1/3. Это дает возможность отстроиться от негативного влияния шумов промышленной частоты на точность измерений. Отсутствие сигнала на выходе измерительного органа 10 свидетельствует о том, что значение индуктивности реактора 4 находится вблизи точки резонансного равновесия и реальная расстройка контура сети достаточно мала и не выходит за пределы заданной зоны нечувствительности. В том случае, когда происходит коммутация присоединений 1 и 2 и измерительный орган 10 фиксирует выход из зоны нечувствительности, сформированный блоком 13 сигнал рассогласования поступает в цепь управления реактором 4, который посредством ступенчатого или плавного регулирования индуктивности возвращается в точку резонансного равновесия. Таким образом, измерительный орган постоянно обеспечивает резонансную настройку реактора 4.The device operates as follows. In normal network operation mode, the measuring body 10 measures the current parameters of the network circuit using the reference current set by block 12. Block 12 sets the cyclic mode of the inverter 5, which injects the reference current into the neutral of the network, the frequency of which can be set to a multiple of the network frequency in the ratio 1/2 or 1/3. This makes it possible to tune away from the negative impact of industrial-frequency noise on the accuracy of measurements. The absence of a signal at the output of the measuring organ 10 indicates that the inductance of the reactor 4 is near the resonance equilibrium point and the real detuning of the network loop is quite small and does not go beyond the specified deadband. In the case when switching of connections 1 and 2 occurs and the measuring body 10 detects the exit from the dead zone, the mismatch signal generated by block 13 enters the control circuit of the reactor 4, which returns to the point of resonance equilibrium by stepwise or stepless regulation of the inductance. Thus, the measuring body constantly provides resonant tuning of the reactor 4.

Факт возникновения ОЗЗ фиксируется измерительным органом 11 по сигналам, поступающим на его вход от измерительного трансформатора напряжения 7. С этого момента прерываются действия измерительного органа 10, блокируется управление реактором 4 и инвертором 5 и запускается процесс обработки данных, зафиксированных измерительным органом 11 на момент возникновения ОЗЗ. В блоке 16 производится вычисление мгновенных значений остаточного тока ОЗЗ, определяемого суммированием двух характерных составляющих. Первая составляющая включает в себя активный ток контура сети и его реактивный ток, обусловленный реальной расстройкой контура сети на момент возникновения ОЗЗ, а вторая составляющая представляет собой ток, обусловленный неравенством проводимостей фаз относительно земли. Для вычисления первой составляющей тока используются выборки напряжения поврежденной фазы, измеренного относительно нейтрали сети на соответствующей фазной обмотке измерительного трансформатора 7, и полная проводимость КНП сети, измеренная до момента замыкания на землю. Для вычисления второй составляющей тока используются та же полная проводимость контура сети и зарегистрированные выборки напряжения на нейтрали, измеренные с помощью обмотки «разомкнутый треугольник» трансформатора 7 в период до момента замыкания на землю. Затем сформированный пропорционально вычисленному результирующему току сигнал сравнивается по абсолютной величине с порогом чувствительности, задаваемым уставкой в блоке 17, исходя из условия минимального ущерба от термического действия тока в месте повреждения и (или) неспособности поддерживать опасные перемежающие дуговые процессы.The occurrence of the OZZ is recorded by the measuring body 11 by the signals received at its input from the voltage transformer 7. From this moment, the actions of the measuring body 10 are interrupted, the control of the reactor 4 and the inverter 5 is blocked and the processing of data recorded by the measuring body 11 at the time of the occurrence of the OZZ . In block 16, the instantaneous values of the residual current OZZ, determined by the summation of two characteristic components, are calculated. The first component includes the active current of the network circuit and its reactive current, due to the real detuning of the network circuit at the time of the occurrence of the SCR, and the second component is the current due to the inequality of the phase conductivity relative to the ground. To calculate the first component of the current, samples of the voltage of the damaged phase, measured relative to the neutral of the network on the corresponding phase winding of the measuring transformer 7, and the total conductivity of the KNI network, measured until the moment of ground fault, are used. To calculate the second component of the current, the same total conductivity of the network circuit and the registered neutral voltage samples, measured using the "open triangle" winding of the transformer 7 in the period before the moment of ground fault, are used. Then, the signal generated in proportion to the calculated resulting current is compared in absolute value with the sensitivity threshold specified by the setting in block 17, based on the condition of minimal damage from the thermal action of the current at the site of damage and (or) inability to maintain dangerous intermittent arc processes.

Если в условиях ОЗЗ сигнал на выходе измерительного органа 11 отсутствует, то это означает, что измеренный косвенным образом результирующий остаточный ток мал и не превышает порога чувствительности. В этом случае ток в цепи нейтрали реактора 4, настроенного предварительно на резонанс, оказывается достаточным для нейтрализации тока в месте повреждения до безопасного уровня. При отсутствии сигнала в цепи управления инвертором 5 его выходная цепь остается обесточенной и сохраняет высокий импеданс, что исключает влияние его на электромагнитные процессы в КНП сети.If there is no signal at the output of the measuring organ 11 in the SCR conditions, this means that the resulting residual current measured indirectly is small and does not exceed the sensitivity threshold. In this case, the current in the neutral circuit of the reactor 4, previously tuned to the resonance, is sufficient to neutralize the current at the fault location to a safe level. In the absence of a signal in the control circuit of the inverter 5, its output circuit remains de-energized and maintains a high impedance, which excludes its influence on electromagnetic processes in the CNR network.

В случае, когда в условиях ОЗЗ измерительный орган 11 фиксирует выход из зоны нечувствительности, сформированный блоком 16 сигнал поступает в цепь управления инвертором 5 и переводит его в режим инжекции тока в нейтраль сети, который пропорционален измеренному результирующему остаточному току и направлен встречно ему. В результате, в цепи нейтрали устанавливается ток, образуемый наложением тока реактора 4, направленного на компенсацию емкостной составляющей тока контура сети, и тока инвертора 5, направленного на компенсацию остаточного тока. Последний включает в себя активную составляющую тока контура сети и его реактивную составляющую, обусловленную реальной расстройкой контура сети на момент возникновения ОЗЗ, а также составляющую, обусловленную неравенством проводимостей фаз относительно земли. При этом ток в месте замыкания на землю полностью нейтрализуется и потенциал поврежденной фазы выравнивается с потенциалом земли. Эти факторы обусловливают возможность снижения до минимума рисков возникновения повторных дуговых замыканий и ущерба от термического воздействия в месте повреждения.In the case when, under the conditions of OZZ, the measuring body 11 detects the exit from the dead zone, the signal generated by block 16 enters the control circuit of inverter 5 and puts it into the current injection mode into the neutral of the network, which is proportional to the measured resulting residual current and is directed counter to it. As a result, a current is generated in the neutral circuit, formed by superimposing the current of the reactor 4, aimed at compensating the capacitive component of the current of the network circuit, and the current of the inverter 5, aimed at compensating the residual current. The latter includes the active component of the current of the network circuit and its reactive component, due to the real detuning of the network circuit at the time of occurrence of the SCR, as well as a component due to the inequality of the phase conductivity relative to the ground. In this case, the current at the point of earth fault is completely neutralized and the potential of the damaged phase is aligned with the potential of the earth. These factors make it possible to minimize the risks of re-arcing and damage from thermal effects at the site of damage.

Через программно-заданный в блоке 12 интервал времени режим компенсации прерывается и проверяется возможность самоустранения ОЗЗ. Если этого не произошло, то восстанавливается режим компенсации тока ОЗЗ без ограничения длительности времени. Если ОЗЗ самоустранилось, то блок 12 восстанавливает циклический режим инжекции инвертором опорного тока и активизирует работу измерительного органа 10.After the software interval set in block 12, the compensation mode is interrupted and the possibility of self-elimination of the OZZ is checked. If this did not happen, then the compensation mode of the current of the OZZ is restored without limiting the duration of time. If the OZZ is self-eliminated, then block 12 restores the cyclic injection mode by the inverter of the reference current and activates the operation of the measuring body 10.

Таким образом, измерительные органы 10 и 11 постоянно обеспечивают настройку реактора 4 и инвертора 5 на полную компенсацию тока ОЗЗ.Thus, the measuring bodies 10 and 11 constantly provide the adjustment of the reactor 4 and inverter 5 to fully compensate the current OZZ.

Предлагаемое изобретение обеспечивает решение следующих технических задач.The present invention provides a solution to the following technical problems.

1. Заявленный способ обеспечивает компенсацию остаточного тока в месте замыкания на землю, действующую согласованно с компенсацией составляющей емкостной проводимости КНП сети на частоте сети (резонансной компенсацией). В этих условиях ток и напряжение в месте повреждения снижаются до уровней, при которых прекращаются горение электрической дуги и дуговые пробои. В результате, повышается эффективность компенсации и, следовательно, надежность электроснабжения. Преимущественная область применения - сети с ослабленной изоляцией и повышенной несимметрией, где действия резонансной компенсации не достаточны для гашения дуги в месте повреждения и подавления негативных последствий от однофазных замыканий на землю.1. The claimed method provides compensation for the residual current at the point of earth fault, acting in concert with the compensation component of the capacitive conductivity of the KNP network at the network frequency (resonant compensation). Under these conditions, the current and voltage at the site of damage are reduced to levels at which the burning of the electric arc and arc breakdowns cease. As a result, the efficiency of compensation and, consequently, the reliability of power supply are increased. The preferred area of application is networks with weakened insulation and increased asymmetry, where the effects of resonant compensation are not sufficient to extinguish the arc at the site of damage and suppress the negative effects of single-phase earth faults.

2. Компенсация остаточного тока может реализовываться отдельным устройством с использованием управляемого источника, установленная мощность которого заведомо много меньше мощности ДГР. Это делает возможным расширить сферу применения способа за счет усовершенствования находящихся в эксплуатации систем резонансной компенсации путем дополнения ДГР менее энергоемким управляемым источником.2. Compensation of the residual current can be realized by a separate device using a controlled source, the installed power of which is obviously much less than the power of the GDR. This makes it possible to expand the scope of the method by improving the resonant compensation systems in operation by supplementing the GDR with a less energy-intensive controlled source.

Источники информацииInformation sources

1. Черников А.А. Компенсация емкостных токов в сетях с заземленной нейтралью. - М.: Энергия, 1974., с. 83, 84.1. Chernikov A.A. Compensation of capacitive currents in networks with grounded neutral. - M .: Energy, 1974., p. 83, 84.

2. Пат. 2130677 РФ. Способ автоматической настройки дугогасящего реактора и устройство для его осуществления / Брянцев A.M., Долгополов А.Г. - Опубл. 20.05.1999. Заявка №97111743/09 от 01.07.1997.2. Pat. 2130677 RF. A method for automatic tuning of an extinguishing reactor and a device for its implementation / Bryantsev A.M., Dolgopolov AG - Publ. 05/20/1999. Application No. 97111743/09 of 07/01/1997.

3. Пат. 2330366 РФ Способ настройки резонансного заземления нейтрали трехфазных электрических сетей переменного тока / Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А., Захаров К.Д. и др. - Опубл. 27.07.2008. Заявка №2007112075/09 от 02.04.2007.3. Pat. 2330366 RF. Method for tuning resonant grounding of the neutral of three-phase AC electric networks / Shpiganovich A.N., Shpiganovich A.A., Zakharov K.D. and others. - Publ. 07/27/2008. Application No. 2007112075/09 of 02/02/2007.

4. Пат. 2524347 РФ. Устройство компенсации тока замыкания на землю в трехфазных электрических сетях (варианты) / Мустафа Г.М. - Опубл. 20.11.2013. Заявка №2012119729/07 от 18.12.2006.4. Pat. 2524347 RF. The device for compensating the earth fault current in three-phase electric networks (options) / Mustafa G.M. - Publ. 11/20/2013. Application No. 2012119729/07 dated 12/18/2006.

Claims (5)

1. Способ автоматической компенсации тока однофазного замыкания на землю в сети с дугогасящим реактором в нейтрали, заключающийся в том, что создают на нейтрали искусственный потенциал путем введения тока источника в контур нулевой последовательности сети, измеряют параметры контура сети и осуществляют настройку дугогасящего реактора, отличающийся тем, что с момента возникновения замыкания на землю определяют остаточный ток в месте замыкания на землю, сравнивают с пороговым уровнем, управляют источником и регулируют его ток до полной компенсации тока однофазного замыкания на землю.1. A method of automatically compensating a single-phase earth fault current in a network with an arcing reactor in neutral, which consists in creating an artificial potential on the neutral by introducing a source current into the zero sequence circuit of the network, measuring the parameters of the network circuit and adjusting the arcing reactor, characterized in that since the occurrence of an earth fault, determine the residual current at the earth fault, compare with a threshold level, control the source and adjust its current to full ompensatsii current single-phase ground fault. 2. Способ автоматической компенсации по п. 1, отличающийся тем, что остаточный ток определяют путем суммирования составляющих тока, возникающих в месте замыкания на землю.2. The method of automatic compensation according to claim 1, characterized in that the residual current is determined by summing the current components that occur at the point of earth fault. 3. Способ автоматической компенсации по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что первую составляющую остаточного тока определяют путем вычисления произведения проводимости контура нулевой последовательности сети, измеряемой в период, предшествующий моменту возникновения замыкания на землю, на напряжение поврежденной фазы, измеряемое относительно нейтрали.3. The method of automatic compensation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the first component of the residual current is determined by calculating the product of the conductivity of the circuit of the zero sequence of the network, measured in the period preceding the time of the occurrence of an earth fault, by the voltage of the damaged phase, measured relative to the neutral. 4. Способ автоматической компенсации по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что вторую составляющую остаточного тока определяют путем вычисления произведения проводимости контура нулевой последовательности сети, измеряемой в период, предшествующий моменту возникновения замыкания на землю, на измеряемое в тот же период напряжение нейтрали относительно земли.4. The method of automatic compensation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the second component of the residual current is determined by calculating the product of the conductivity of the circuit of the zero sequence of the network, measured in the period preceding the time of the earth fault, and the neutral voltage relative to the earth, measured in the same period. 5. Способ автоматической компенсации по пп. 1-4, отличающийся тем, что при превышении результирующим остаточным током заданного порогового уровня ток источника устанавливают пропорциональным результирующему остаточному току, а если результирующий остаточный ток не превышает заданный пороговый уровень, то ток источника устанавливают равным нулю.5. The method of automatic compensation according to paragraphs. 1-4, characterized in that when the resulting residual current exceeds a predetermined threshold level, the source current is set proportional to the resulting residual current, and if the resulting residual current does not exceed a predetermined threshold level, the source current is set to zero.
RU2016141795A 2016-10-24 2016-10-24 Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral RU2655670C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141795A RU2655670C2 (en) 2016-10-24 2016-10-24 Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141795A RU2655670C2 (en) 2016-10-24 2016-10-24 Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016141795A RU2016141795A (en) 2018-04-24
RU2655670C2 true RU2655670C2 (en) 2018-05-29

Family

ID=62044312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016141795A RU2655670C2 (en) 2016-10-24 2016-10-24 Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655670C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727727C1 (en) * 2017-07-05 2020-07-23 Чанша Юниверсити Оф Сайенс Энд Текнолоджи Safe operational method for reducing voltage and eliminating phase arcing of earth fault of switched off grounding system
RU2734394C1 (en) * 2020-01-31 2020-10-15 Общество с ограниченной ответственностью "НИР Энерго" Arc-quenching earthing reactor with non-magnetic gaps rdmk, rdsk with capacitor control
RU2779398C1 (en) * 2022-03-09 2022-09-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Method for automatic compensation of transient currents of a single-phase earth fault in a network with arc extinguishing reactor in neutral

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112117747B (en) * 2020-09-24 2022-09-27 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Ground fault current hybrid compensation system and matching method
CN112165079B (en) * 2020-09-24 2022-08-02 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Method and device for designing current-limiting reactor of ground fault full-compensation system
CN112054533B (en) * 2020-09-24 2024-05-28 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Full compensation system direct resistance design method and system based on fault phase residual voltage
CN113406534A (en) * 2021-06-15 2021-09-17 云南拓洲科技有限公司 Power distribution network airborne line fault simulation experiment system
CN116298883B (en) * 2023-05-23 2023-08-11 国家能源集团科学技术研究院有限公司 Accurate testing method and device for hydraulic generator ground fault current

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4224652A (en) * 1977-03-01 1980-09-23 Bbc Brown, Boveri & Company Limited Method and apparatus for detecting ground shorts in the rotor circuit of a generator
RU2130677C1 (en) * 1997-07-01 1999-05-20 Брянцев Александр Михайлович Method and device for automatic adjustment of blow-out reactor
RU2330366C1 (en) * 2007-04-02 2008-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) Method of resonant neutral grounding adjustment in three-phase alternating current circuits
RU2524347C2 (en) * 2012-05-15 2014-07-27 Георгий Маркович Мустафа Device for earth fault current compensation in three-phase electrical networks (versions)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4224652A (en) * 1977-03-01 1980-09-23 Bbc Brown, Boveri & Company Limited Method and apparatus for detecting ground shorts in the rotor circuit of a generator
RU2130677C1 (en) * 1997-07-01 1999-05-20 Брянцев Александр Михайлович Method and device for automatic adjustment of blow-out reactor
RU2330366C1 (en) * 2007-04-02 2008-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) Method of resonant neutral grounding adjustment in three-phase alternating current circuits
RU2524347C2 (en) * 2012-05-15 2014-07-27 Георгий Маркович Мустафа Device for earth fault current compensation in three-phase electrical networks (versions)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727727C1 (en) * 2017-07-05 2020-07-23 Чанша Юниверсити Оф Сайенс Энд Текнолоджи Safe operational method for reducing voltage and eliminating phase arcing of earth fault of switched off grounding system
RU2734394C1 (en) * 2020-01-31 2020-10-15 Общество с ограниченной ответственностью "НИР Энерго" Arc-quenching earthing reactor with non-magnetic gaps rdmk, rdsk with capacitor control
RU2788678C1 (en) * 2022-01-12 2023-01-24 Ооо "Нпп Бреслер" Electrical network neutral grounding control method
RU2779398C1 (en) * 2022-03-09 2022-09-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Method for automatic compensation of transient currents of a single-phase earth fault in a network with arc extinguishing reactor in neutral
RU2788676C1 (en) * 2022-05-05 2023-01-24 Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" Neutral grounding control device in the electrical network

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016141795A (en) 2018-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2655670C2 (en) Method of automatic compensation of the current of a single phase fault to earth in a network with an arc-suppressing reactor in the neutral
Pouryekta et al. Islanding detection and enhancement of microgrid performance
RU2358273C2 (en) Technique and device for registration of transient fault to ground
CN104218563A (en) Power distribution network fault arc extinction method by connecting neutral point to the ground through multi-level converter
EP2590291A1 (en) Method and apparatus for detecting islanding conditions of a distributed grid
Nashawati et al. Impacts of shunt reactors on transmission line protection
Lee et al. A new fast peak detector for single or three-phase unsymmetrical voltage sags
Petino et al. Intersystem fault clearing in hybrid AC/DC power systems with full bridge modular multilevel converters
Emadi et al. A reference current perturbation method for islanding detection of a multi-inverter system
CN110261729A (en) A kind of power distribution network flexible ground control method
Wang et al. Adaptive single-phase/three-phase reclosing scheme for transmission lines in passive network supplied by MMC-HVDC
RU2673799C1 (en) Device for automatic compensation of current of single phase-to-earth fault
CN111756030A (en) Reactive compensation and single-phase earth fault arc extinction system and method for small-current earth system
CN105637605B (en) Controlled closing device and its application method
Shahgholian et al. The effect of DVR in voltage sag mitigation and comparison with D-STATCOM in a distribution network
CN108680825B (en) Island detection method based on comprehensive sequence impedance
CN104659758A (en) Anti-islanding grid-connection switch protection method for distributed type power supply system and grid-connection switch device
Sharma et al. Unintentional islanding detection in microgrid
Kuznetsov et al. The resonant overvoltage in non-sinusoidal mode of main electric network
Schiner et al. Advanced Residual Current Compensation System
Laaksonen Enhanced Multi-Criteria-Based Passive Islanding Detection Scheme
Etingov et al. Development of restraint algorithm for improvement of reliability of transformer differential protection during external short circuits
Yadav et al. Study on impact of power system inertial stability by renewable energy sources
RU2130677C1 (en) Method and device for automatic adjustment of blow-out reactor
RU2788678C1 (en) Electrical network neutral grounding control method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181025

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190808