RU2798464C1 - Method for automatic elimination of overvoltage in the event of a single-phase ground fault in an electrical network with an isolated neutral - Google Patents
Method for automatic elimination of overvoltage in the event of a single-phase ground fault in an electrical network with an isolated neutral Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798464C1 RU2798464C1 RU2022133602A RU2022133602A RU2798464C1 RU 2798464 C1 RU2798464 C1 RU 2798464C1 RU 2022133602 A RU2022133602 A RU 2022133602A RU 2022133602 A RU2022133602 A RU 2022133602A RU 2798464 C1 RU2798464 C1 RU 2798464C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- transformer
- low
- switching
- contacts
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к релейной защите и автоматике электрических сетей и предназначено для автоматического устранения перенапряжения в электрической сети с изолированной нейтралью без отключения воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) с однофазным замыканием на землю (ОЗНЗ).The invention relates to relay protection and automation of electrical networks and is intended to automatically eliminate overvoltage in an electrical network with an isolated neutral without disconnecting overhead power lines (OHTL) with a single-phase ground fault (OZNZ).
Известен способ определения ВЛЭП с ОЗНЗ в электрических сетях с изолированной нейтралью, заключающийся в регистрации напряжения нулевой последовательности на шинах низковольтного напряжения силового трансформатора, при появлении которого включают на землю одну из фаз шин низковольтного напряжения через токоограничивающее сопротивление и, если в момент включения этой фазы через токоограничивающее сопротивление не протекает ток, то эту фазу отключают и включают на землю любую другую фазу через токоограничивающее сопротивление, при этом контролируют одновременно с этим появление тока двойного замыкания на землю (ДЗНЗ) в одной из отходящих ВЛЭП, а при его появлении делают вывод о том, что в этой линии произошло ОЗНЗ (Патент РФ №2294585, МПК Н02Н 3/16, публ. 2007 г.).A known method for determining the overhead power line with OZZZ in electric networks with an isolated neutral, which consists in registering the zero sequence voltage on the low-voltage busbars of a power transformer, when it appears, one of the phases of the low-voltage busbars is connected to the ground through a current-limiting resistance and, if at the time of switching on this phase through If the current-limiting resistance does not flow, then this phase is turned off and any other phase is connected to the ground through the current-limiting resistance, while at the same time, the appearance of a double ground fault current (DZNZ) in one of the outgoing overhead power lines is controlled, and when it appears, it is concluded that that OZNZ occurred in this line (RF Patent No. 2294585, IPC H02N 3/16, publ. 2007).
Недостатком известного способа является то, что при возникновении на ВЛЭП ОЗНЗ элементы электрически связанной сети испытывают на себе перенапряжение, обусловленное повышением напряжения на двух неповрежденных фазах относительно земли в корень из трех раз, что значительно снижает ресурс задействованных коммутационных аппаратов и линейной изоляции, при этом повышается вероятность возникновения более опасного аварийного режима - ДЗНЗ как в процессе определения ВЛЭП с ОЗНЗ, так и в дальнейшем, если ВЛЭП с ОЗНЗ оставляют в работе на время отыскания места повреждения, что в значительной степени снижает надежность и безопасность электроснабжения потребителей. При отключении ВЛЭП с ОЗНЗ оперативным персоналом или релейной защитой и автоматикой (при возникновении ДЗНЗ) персонал оперативно-выездной бригады зачастую испытывает трудности при отыскании места возникновения повреждения на ВЛЭП, что существенно увеличивает время перерыва в электроснабжении потребителей.The disadvantage of the known method is that when an OZZNZ occurs on the overhead power line, the elements of an electrically connected network experience an overvoltage due to an increase in voltage on two undamaged phases relative to the ground by the root of three times, which significantly reduces the resource of the involved switching devices and linear insulation, while increasing the probability of occurrence of a more dangerous emergency mode - ERS, both in the process of determining the overhead transmission line with OZNZ, and in the future, if the OHL with OZZNZ is left in operation for the time of finding the place of damage, which significantly reduces the reliability and safety of power supply to consumers. When switching off the overhead power line with OZNZ by operational personnel or relay protection and automation (in the event of an OZNZ), the personnel of the operational-field team often experience difficulties in finding the location of the damage on the OPL, which significantly increases the interruption time in the power supply of consumers.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы электросетевого оборудования, а также повышение надежности и безопасности электроснабжения потребителей.The technical objective of the invention is to improve the reliability of the power grid equipment, as well as to improve the reliability and safety of power supply to consumers.
Техническая задача достигается благодаря тому, что в известном способе определения ВЛЭП с ОЗНЗ в электрических сетях с изолированной нейтралью, заключающемся в том, что при возникновении ОЗНЗ в любой из ВЛЭП, регистрируют появление напряжения нулевой последовательности на шинах низковольтного напряжения силового трансформатора, при этом включают на землю одну из двух фаз шин низковольтного напряжения через токоограничивающее сопротивление, обеспечивая протекание тока ДЗНЗ в отходящей ВЛЭП с ОЗНЗ, согласно изобретения, каждую из ВЛЭП, отходящих от источника питания подключают через разделительный трансформатор, для которого обеспечивают возможность синхронной коммутации первичной и вторичной обмоток по схеме "звезда", посредством первого коммутационного аппарата с дистанционным управлением, контакты которого в нормальном состоянии электрической сети разомкнуты, при этом обеспечивают пофазное шунтирование входных и выходных выводов разделительного трансформатора посредством нормально замкнутых контактов второго коммутационного аппарата с дистанционным управлением, размыкающихся при протекании тока ДЗНЗ в ВЛЭП с ОЗНЗ, во время кратковременного включения на землю одной из двух фаз шин низковольтного напряжения силового трансформатора через низкоомный заземляющий резистор, одновременно с этим, посредством нормально разомкнутых контактов "первого" коммутационного аппарата обеспечивают синхронную коммутацию первичной и вторичной обмоток трансформатора по схеме "звезда", а нормально разомкнутым контактом "второго" коммутационного аппарата обеспечивают включение на землю через высокоомный резистор нейтрали вторичной обмотки разделительного трансформатора, питающего ВЛЭП с ОЗНЗ, после устранения на ВЛЭП ОЗНЗ формируют команду на дистанционное возвращение контактов "первого" и "второго" коммутационных аппаратов в исходное положение, обеспечивая тем самым подключение восстановленной ВЛЭП к источнику питания в обход разделительного трансформатора.The technical problem is achieved due to the fact that in the well-known method for determining the overhead power line with OZNZ in electrical networks with isolated neutral, which consists in the fact that when OZZZ occurs in any of the OHL, the appearance of a zero-sequence voltage on the low-voltage voltage buses of the power transformer is recorded, while switching on earth one of the two phases of the low-voltage busbars through the current-limiting resistance, ensuring the flow of the ERS current in the outgoing overhead power line with the OZNZ, according to the invention, each of the overhead lines outgoing from the power source is connected through an isolating transformer, for which the possibility of synchronous switching of the primary and secondary windings is provided according to the scheme "star", by means of the first switching device with remote control, the contacts of which are open in the normal state of the electrical network, while providing phase-by-phase shunting of the input and output terminals of the isolating transformer by means of normally closed contacts of the second switching device with remote control, opening when the ERS current flows into the overhead power line with OZNZ, during a short-term connection to the ground of one of the two phases of the low-voltage busbars of the power transformer through a low-resistance grounding resistor, at the same time, through the normally open contacts of the "first" switching device, synchronous switching of the primary and secondary windings of the transformer is ensured according to the "star" scheme, and the normally open contact of the "second" switching device is used to connect to the ground through a high-resistance neutral neutral of the secondary winding of the isolation transformer supplying the overhead power line with OZNZ, after eliminating the OZNZ on the OHL, a command is formed to remotely return the contacts of the "first" and "second" switching devices to their original position , thereby ensuring the connection of the restored overhead power line to the power source bypassing the isolating transformer.
Технический результат заключается в повышении надежности работы электросетевого оборудования, а также обеспечении высокой надежности и безопасности электроснабжения потребителей.The technical result is to increase the reliability of the power grid equipment, as well as to ensure high reliability and safety of power supply to consumers.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена схема устранения перенапряжения в электрической сети с изолированной нейтралью без отключения ВЛЭП с ОЗНЗ, отходящей от источника питания.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a scheme for eliminating overvoltage in an electrical network with an isolated neutral without turning off the overhead power line with an OZZZ, departing from the power source.
Схема содержит источник питания с фазами А, В и С, являющийся силовым трансформатором 1, аппараты 2-4 автоматической защиты, шины 5 низковольтного напряжения, устройство 6 неселективного контроля изоляции, блок 7 автоматического управления, однофазные выключатели 8 и 9, датчики 10-13 тока, низкоомный заземляющий резистор 14, высокоомный заземляющий резистор 15, разделительные трансформаторы 16 и 17, первые дистанционно управляемые коммутационные аппараты 18 и 19, синхронно коммутирующие схему соединения "звезда" для первичной и вторичной обмоток разделительных трансформаторов 16 и 17, контакты которых в нормальном режиме электрической сети разомкнуты, вторые дистанционно управляемые коммутационные аппараты 20 и 21, обеспечивающие пофазное шунтирование входных и выходных выводов разделительных трансформаторов 16 и 17, посредством нормально замкнутых контактов, а также обеспечивающий включение на землю нейтрали вторичной обмотки разделительных трансформаторов 16 и 17 через высокоомный заземляющий резистор 15, ВЛЭП 22 и 23. На схеме обозначены путь 24 протекания тока однофазного замыкания на землю при высокоомном резистивном замыкании нейтрали высокоомного заземляющего резистора 15 и путь 25 кратковременного протекания тока при двойном замыкании на землю через низкоомный заземляющий резистор 14.The circuit contains a power source with phases A, B and C, which is a
Фазы А, В и С низковольтного напряжения силового трансформатора 1 подключены к аппарату 2 автоматической защиты, к которому, в свою очередь, подключены шины 5 низковольтного напряжения. К шинам 5 низковольтного напряжения подключены аппараты 3 и 4 автоматической защиты, к каждому из которых параллельно подключены, соответственно, по два коммутационных аппарата 18 и 19 и 20 и 21, изменяющие порядок-чередования фаз А, В и С, подключенных, соответственно, к ВЛЭП 22 и 23, питающих потребителей. Аппараты 3 и 4 автоматической защиты подключены к фазам разделительных трансформаторов 16 и 17, при включении в работу которых отходящие от силового трансформатора 1 ВЛЭП 22 и 23 теряют гальваническую связь с другими элементами разветвленной электрически связанной сети. Цепи управления коммутационных аппаратов 18 - 21 подключены к блоку 7 автоматического управления. Устройство 6 неселективного контроля изоляции подключено к шинам 5 низковольтного напряжения, его сигнальная обмотка подключена к блоку 7 автоматического управления. Каждый из однофазных выключателей 8 и 9 подключен, соответственно, к разным фазам шин 5 низковольтного напряжения и низкоомному заземляющему резистору 14 и в результате кратковременного поочередного включения формирует путь 24 протекания тока однофазного замыкания на землю при высокоомном резистивном заземлении нейтрали резистора 15, и высокоомному заземляющему резистору 15 и в результате кратковременного поочередного включения формирует путь 25 кратковременного протекания тока двойного замыкания на землю через низкоомный резистор 14. Цепи управления однофазных выключателей 8 и 9 подключены к блоку 7 автоматического управления. Датчик 10 тока подключен в разрыв цепи между низкоомным заземляющим резистором 14 и каждым из однофазных выключателей 8 и 9, а его измерительная обмотка подключена к блоку 7 автоматического управления. Датчики 10-13 тока, подключены в разрыв цепи каждой из фаз ВЛЭП 22 и 23, их измерительные обмотки подключены к блоку 7 автоматического управления. Нейтрали вторичных обмоток разделительных трансформаторов 16 и 17 подключаются к высокоомному заземляющему резистору 15 через датчик 11 тока и нормально разомкнутые контакты вторых дистанционно управляемых коммутационных аппаратов 20 и 21, соответственно.The low-voltage phases A, B and C of the
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
При возникновении ОЗНЗ любой из фаз на одной из ВЛЭП, отходящих от силового трансформатора 1, например, в фазе А ВЛЭП 23 устройство 6 неселективного контроля изоляции, подключенное к шинам 5 низковольтного напряжения силового трансформатора 1, регистрирует появление напряжения нулевой последовательности и формирует сигнал. Сигнал поступает на блок 7 автоматического управления, который поочередно выдает команду однофазным выключателям 8 и 9 на однократное кратковременное включение на землю соответственно фаз А и С шин 5 низковольтного напряжения через низкоомный заземляющий резистор 14 и в результате кратковременного поочередного включения формирует путь 24 протекания тока однофазного замыкания на землю при высокоомном резистивном заземлении нейтрали резистора 15, и через высокоомный заземляющий резистор 15 и в результате кратковременного поочередного включения формирует путь 25 кратковременного протекания тока двойного замыкания на землю через низкоомный резистор 14. При кратковременном включении фазы С на землю через низкоомный заземляющий резистор 14 в отходящей от источника питания ВЛЭП 23 с ОЗНЗ, в фазе А, имеющей повреждение изоляции, будет кратковременно протекать ток ДЗНЗ по пути 25. При этом датчики 10 и 13 тока одновременно формируют достоверный сигнал блоку 7 автоматического управления о протекании в отходящей от силового трансформатора 1 ВЛЭП 23 тока ДЗНЗ по пути 25. Получив сигнал с датчиков 10 и 13 тока, блок 7 автоматического управления формирует сигнал первому дистанционно управляемому коммутационному аппарату 19 на коммутацию схемы соединения «звезда» для первичной и вторичной обмоток разделительного трансформатора 17. Одновременно с этим блок 7 автоматического управления формирует сигнал второму дистанционно управляемому коммутационному аппарату 21 на пофазное шунтирование входных и выходных выводов разделительного трансформатора 17, а также на включение на землю нейтрали вторичной обмотки разделительного трансформатора 17 через высокоомный заземляющий резистор 15. При включении в работу разделительного трансформатора 17 отходящая от силового трансформатора 1 ВЛЭП 23 с ОЗНЗ теряет гальваническую связь с другими элементами разветвленной электрически связанной сети, что приводит к устранению существующего аварийного режима, характеризующегося воздействием перенапряжения на ее элементы относительно земли.In the event of an OZZZ of any of the phases on one of the overhead power lines outgoing from the
Включение на землю нейтрали вторичной обмотки разделительного трансформатора 17 через высокоомный заземляющий резистор 15 существенно повышает надежность функционирования ВЛЭП 23 с ОЗНЗ, особенно если она характеризуется низким уровнем технического состояния, имеет большую протяженность и разветвленность, а также если процесс отыскания ОЗНЗ занимает достаточно длительный период времени, вследствие влияния особенностей рельефа местности, неблагоприятных погодно-климатических факторов или темного времени суток.Connecting the neutral of the secondary winding of the
Сопротивление высокоомного заземляющего резистора 15 должно быть такой величины, чтобы свести к минимуму эффект накопления зарядов на неповрежденных фазах ВЛЭП 22 или 23 при возникновении на них дуговых перемежающихся ОЗНЗ. При этом перенапряжения на неповрежденных фазах В и С ВЛЭП 23 при повторных зажиганиях дуга не должны превышать значений (2,4 - 2,5) Uф.ном. (Л.Н. Паперный, В.П. Куличенков. Защита от атмосферных и внутренних перенапряжений в электроустановках напряжением 6 - 750 кВ: учебно-методическое пособие). Сопротивление низкоомного заземляющего резистора 14 должно быть такой величины, чтобы путь 25 кратковременного протекания тока при ДЗНЗ, протекающий по фазе с поврежденной изоляцией ВЛЭП 23, не приводил к срабатыванию ее аппарата 4 автоматической защиты, но в то же время был достаточным для его фиксации датчиком 13 тока. При устранении ОЗНЗ производят дистанционное возвращение контактов первого и второго коммутационных аппаратов в исходное положение, обеспечивая тем самым подключение восстановленной воздушной линии электропередачи к источнику питания в обход разделительного трансформатора.The resistance of the high-resistance grounding resistor 15 should be of such a value as to minimize the effect of charge accumulation on the undamaged phases of the high-
Предлагаемый способ позволяет значительно повысить надежность работы электросетевого оборудования, а также обеспечивает высокую надежность и безопасность электроснабжения потребителей, т.к. при возникновении ОЗНЗ на любой из ВЛЭП электрически связанной сети с изолированной нейтралью устраняется возможность появления перенапряжения на элементах сети (коммутационных аппаратах и линейных изоляторах), а отходящая ВЛЭП, имеющая ОЗНЗ, не отключается от источника питания и надежно функционирует.The proposed method can significantly improve the reliability of the power grid equipment, and also provides high reliability and safety of power supply to consumers, because. in the event of an OPD on any of the overhead power lines of an electrically connected network with an isolated neutral, the possibility of overvoltage on the network elements (switching devices and line insulators) is eliminated, and the outgoing OHL, which has an OPD, is not disconnected from the power source and functions reliably.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2798464C1 true RU2798464C1 (en) | 2023-06-23 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU936204A1 (en) * | 1980-04-18 | 1982-06-15 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Device for automatic compensation for single-phase fault-to-earth current and voltage |
JPS5996829A (en) * | 1982-11-19 | 1984-06-04 | 三菱電機株式会社 | Ground controller for power system |
SU1201945A1 (en) * | 1984-07-23 | 1985-12-30 | Украинское Отделение Всесоюзного Государственного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Сельэнергопроект" | Device for automatic shutting of faulted phase in isolated neutral system |
RU2016458C1 (en) * | 1990-05-08 | 1994-07-15 | Третьяк Борис Серафимович | Gear for termination of ferro-resonance processes in networks with insulated neutral |
RU2294585C1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-02-27 | Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ) | Method for determining line with ground contact in electric networks with isolated neutral |
RU87580U1 (en) * | 2009-06-22 | 2009-10-10 | Ооо "Трансэнерго" | ANTI-RESONANCE TRANSFORMER MEASURING DEVICE |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU936204A1 (en) * | 1980-04-18 | 1982-06-15 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Device for automatic compensation for single-phase fault-to-earth current and voltage |
JPS5996829A (en) * | 1982-11-19 | 1984-06-04 | 三菱電機株式会社 | Ground controller for power system |
SU1201945A1 (en) * | 1984-07-23 | 1985-12-30 | Украинское Отделение Всесоюзного Государственного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Сельэнергопроект" | Device for automatic shutting of faulted phase in isolated neutral system |
RU2016458C1 (en) * | 1990-05-08 | 1994-07-15 | Третьяк Борис Серафимович | Gear for termination of ferro-resonance processes in networks with insulated neutral |
RU2294585C1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-02-27 | Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ) | Method for determining line with ground contact in electric networks with isolated neutral |
RU87580U1 (en) * | 2009-06-22 | 2009-10-10 | Ооо "Трансэнерго" | ANTI-RESONANCE TRANSFORMER MEASURING DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9673626B2 (en) | Remote control and operation of LV distribution networks | |
US9054557B2 (en) | Voltage balancing of symmetric HVDC monopole transmission lines after earth faults | |
CN110190591B (en) | Automatic processing method and system for single-phase earth fault | |
CN111226363B (en) | Method and device for identifying fault sections in a multi-terminal hybrid line | |
CN103746353A (en) | Self-healing control system of intelligent distribution network and working method thereof | |
SE539916C2 (en) | Method and device for disconnecting faults in mains | |
RU2311699C2 (en) | Method and device for protecting power distribution networks against arcing short circuits | |
Yip et al. | Fast self-healing control of faults in MV networks using distributed intelligence | |
EP2235805A1 (en) | Control unit for safely re-enabling a ground fault interrupter | |
RU2798464C1 (en) | Method for automatic elimination of overvoltage in the event of a single-phase ground fault in an electrical network with an isolated neutral | |
RU2304334C1 (en) | Method for protection of three-phase network with insulated center-tap from single-phase ground short-circuits | |
RU2638574C1 (en) | Medium voltage substation | |
CN110212511A (en) | 66kV arc suppression coil earthing system based on resistance strange land automatic switching | |
Wahlroos et al. | Can compensated networks be an alternate solution to reduce the risk of ground faults causing forest fires? | |
CN109038513B (en) | A kind of intelligent processing method of the broken string ground connection for failure phase transfer earthing or grounding means | |
Venkata et al. | Advanced and adaptive protection for active distribution grid | |
KR19990083046A (en) | Bus protection system for spot network type electric power receiving in stallation | |
RU2809770C1 (en) | Method for converting spaced double earth fault to a single phase in networks with isolated neutral | |
GB2521143A (en) | An improved ring main unit | |
RU2328800C1 (en) | Method of remote disconnection of transmission line with ground fault and its identification in distributing grids with insulated neutral | |
RU2695643C1 (en) | Method of transforming power supply systems tn-cs and tt and power supply system for implementing method with protective input heterogeneous communication switching device | |
RU2788519C1 (en) | Method for disconnecting a damaged connection with a single-phase earth fault in networks with an isolated neutral | |
SU1138874A1 (en) | Device for protecting against earth leakage in isolated neutral system | |
US11728638B2 (en) | Normally open tie pulse testing | |
Sattari et al. | High reliability electrical distribution system for industrial facilities |