RU2374733C1 - Method for determining short circuit in electric power system - Google Patents
Method for determining short circuit in electric power system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374733C1 RU2374733C1 RU2008146840/09A RU2008146840A RU2374733C1 RU 2374733 C1 RU2374733 C1 RU 2374733C1 RU 2008146840/09 A RU2008146840/09 A RU 2008146840/09A RU 2008146840 A RU2008146840 A RU 2008146840A RU 2374733 C1 RU2374733 C1 RU 2374733C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rate
- power system
- electric power
- change
- short circuit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к технологии выявления короткого замыкания при аварийном процессе в электроэнергетической системе.The invention relates to the electric power industry, in particular to the technology for detecting short circuits during an emergency process in the electric power system.
Известен способ выявления короткого замыкания в электроэнергетической системе, включающий измерение режимных параметров контролируемого участка электроэнергетической системы, например фазной величины тока, (Федосеев A.M., Релейная защита электрических систем, М., изд-во «Энергия», 1976, с.280-283).A known method for detecting a short circuit in an electric power system, including measuring the operational parameters of a monitored section of an electric power system, for example, the phase value of the current, (Fedoseev AM, Relay protection of electrical systems, M., publishing house "Energy", 1976, p. 280-283) .
Недостаток известного способа состоит в том, что он не позволяет выявить короткое замыкание, возникающее в электроэнергетической системе при коротком замыкании в случае, когда оно возникает одновременно симметрично во всех фазах без протекания несимметрии или с малым уровнем несимметрии. Кроме того, для реализации известного способа необходимо выполнять предварительный расчет уровня и характера несимметрии для всей совокупности аварийных режимов защищаемого участка, что усложняет процесс выявления короткого замыкания в электроэнергетической системе. При неточности выполнения такой оценки возможно несрабатывание или ложное срабатывание контролирующего устройства выявительного органа.The disadvantage of this method is that it does not allow to detect a short circuit that occurs in the power system during a short circuit in the case when it occurs simultaneously symmetrically in all phases without asymmetry or with a low level of asymmetry. In addition, to implement the known method, it is necessary to carry out a preliminary calculation of the level and nature of the asymmetry for the entire set of emergency modes of the protected area, which complicates the process of detecting a short circuit in the electric power system. If this assessment is inaccurate, failure or false operation of the monitoring device of the detection body is possible.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности и эффективности выявления момента короткого замыкания и тем самым повышение селективности и устойчивости действия релейной защиты и автоматики электроэнергетической системы.The objective of the present invention is to improve the accuracy and efficiency of detecting the moment of a short circuit and thereby increase the selectivity and stability of the relay protection and automation of the electric power system.
Техническим результатом является уменьшение числа отказов, излишних и ложных срабатываний релейной защиты и противоаварийной автоматики при возникновении аварийных переходных процессов в электроэнергетической системе.The technical result is to reduce the number of failures, unnecessary and false positives of relay protection and emergency control in the event of emergency transients in the power system.
Указанная задача достигается тем, что в известном способе выявления короткого замыкания в электроэнергетической системе, включающем измерение режимною параметра контролируемого участка электроэнергетической системы, режимный параметр измеряют не менее чем на четырех последовательных интервалах времени, затем определяют скорость изменения режимного параметра на каждом из последовательных интервалов измерения, сравнивают скорость изменения данного режимного параметра на текущем интервале его измерения с величиной скорости изменения этого режимного параметра не менее чем на трех предшествующих интервалах измерения и при превышении абсолютного значения скорости его изменения на текущем интервале измерения по отношению к абсолютному значению скорости его изменения на каждом из предшествующих интервалов не менее чем в 2 раза выявляют факт наличия короткого замыкания в электроэнергетической системе. При этом в качестве режимного параметра используют фазные величины тока или фазные величины активной мощности на контролируемом участке электроэнергетической системы.This task is achieved by the fact that in the known method for detecting a short circuit in an electric power system, including measuring a mode parameter of a monitored section of an electric system, the mode parameter is measured at least four consecutive time intervals, then the rate of change of the mode parameter at each of the consecutive measurement intervals is determined, comparing the rate of change of a given parameter in the current measurement interval with the rate of change If this operating parameter is measured at least three previous measurement intervals and when the absolute value of its change rate in the current measurement interval is exceeded with respect to the absolute value of its change rate in each of the previous intervals, at least 2 times reveal the fact of a short circuit in the electric power system. At the same time, the phase values of the current or the phase values of the active power in the controlled section of the electric power system are used as the operating parameter.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что данный способ неизвестен и не следует явным образом из известного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».Studies on patent and scientific and technical information sources have shown that this method is unknown and should not be explicitly from the prior art, i.e. meets the criteria of "novelty" and "inventive step".
Предлагаемый способ простой и может быть реализован с использованием выпускаемого промышленностью микропроцессорного контроллера, предназначенного для решения задач релейной защиты и противоаварийной автоматики.The proposed method is simple and can be implemented using a microprocessor controller manufactured by the industry, designed to solve the problems of relay protection and emergency automation.
Таким образом, заявленный способ является доступным, а следовательно, практически применимым.Thus, the claimed method is affordable, and therefore, practically applicable.
Предлагаемый способ основан на том, что характер изменения режимных параметров (например, таких как ток или мощность) в переходном процессе короткого замыкания электроэнергетической системы существенно отличается от характера изменения режимных параметров в других переходных процессах электроэнергетической системы (например, при развитии асинхронного режима или синхронных качаний).The proposed method is based on the fact that the nature of the change in operating parameters (for example, such as current or power) in the transient short circuit of the electric power system differs significantly from the nature of the change in operational parameters in other transients of the electric power system (for example, when the asynchronous mode or synchronous swings develop )
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
Предварительно в соответствии с предлагаемым способом осуществляют настройку контролирующего органа, например микропроцессорного контроллера, установленного в системе противоаварийной автоматики на исследуемом участке линии электропередачи.Previously, in accordance with the proposed method, the control body is set up, for example, a microprocessor controller installed in the emergency control system on the studied section of the power line.
В процессе контроля на линии электропередачи (ЛЭП) в месте подключения к электроподстанции периодически проводят измерение заранее выбранного режимного параметра на четырех последовательных интервалах времени.In the process of monitoring the power line (power transmission line) at the point of connection to the power substation, a pre-selected mode parameter is periodically measured at four consecutive time intervals.
Интервал времени измерения режимных параметров выбирают на основании характерного времени развития короткого замыкания в электроэнергетической системе. На практике было установлено, что достаточно использовать интервалы времени в пределах от 1 мс до 20 мс.The time interval for measuring operational parameters is selected based on the characteristic time of the development of a short circuit in the electric power system. In practice, it was found that it is sufficient to use time intervals ranging from 1 ms to 20 ms.
В качестве режимного параметра используют, например, фазные значения тока на контролируемом участке ЛЭП или фазные значения мощности, передаваемой по ЛЭП.As a mode parameter, for example, the phase values of the current in the controlled section of the power transmission line or the phase values of the power transmitted through the power transmission line are used.
Основой для выявления момента возникновения короткого замыкания является резкое увеличение в данный момент контроля режимных параметров, причем такое повышение по темпу изменения превышает темп изменения, характерный для инерционных электромеханических процессов.The basis for detecting the moment of occurrence of a short circuit is a sharp increase in the current monitoring of operational parameters, and this increase in rate of change exceeds the rate of change characteristic of inertial electromechanical processes.
Происходит сравнение скорости изменения заранее выбранного режимного параметра (для примера рассмотрим фазные значения переменного тока I), измеренного на контролируемом участке электрической сети в интервале времени Δτ:A comparison is made of the rate of change of a pre-selected operating parameter (for example, consider the phase values of alternating current I), measured on a controlled section of the electric network in the time interval Δτ:
Затем сравнивают скорости изменения переменного тока со скоростью изменения величины переменного тока на трех предыдущих интервалах измерения. При превышении не менее чем в 2 раза абсолютного значения скорости изменения переменного тока на текущем интервале измерения по отношению к абсолютному значению скорости его изменения на каждом из предшествующих интервалов выявляют факт наличия короткого замыкания в электроэнергетической системы.Then compare the rate of change of the alternating current with the rate of change of the magnitude of the alternating current at the three previous measurement intervals. If at least 2 times the absolute value of the rate of change of the alternating current is exceeded in the current measurement interval with respect to the absolute value of the rate of change in each of the previous intervals, the fact of a short circuit in the electric power system is revealed.
Пример 1Example 1
Рассмотрим пример короткого замыкания фазы А ЛЭП 500 кВ Арзамасская - Южная, произошедшее 22.03.2007 года. В качестве контролируемого режимного параметра использовали фазные значения тока, протекающего по данной ЛЭП.Let us consider an example of a short circuit of a phase A of a 500 kV power transmission line Arzamasskaya - South, which occurred on March 22, 2007. As a controlled operating parameter, the phase values of the current flowing along this power line were used.
Предварительно в соответствии с предлагаемым способом осуществили настройку микропроцессорного контроллера, установленного в системе противоаварийной автоматики на исследуемом участке линии электропередачи.Previously, in accordance with the proposed method, the microprocessor controller installed in the emergency control system on the studied section of the transmission line was set up.
В процессе контроля на ЛЭП в месте подключения к измерительным трансформаторам тока и напряжения периодически проводили измерение фазного значения тока в электроэнергетической системе на четырех последовательных интервалах времени. Интервал времени измерения был установлен равным 0,02 с.In the process of monitoring on power lines in the place of connecting current and voltage transformers to measuring transformers, the phase value of the current in the electric power system was periodically measured at four consecutive time intervals. The measurement time interval was set to 0.02 s.
Рассмотрим значения тока в фазе А электроэнергетической системы, зафиксированные при возникновении короткого замыкания, а также скорость изменения значений величин тока фазы А (см. табл. 1).Consider the current values in phase A of the electric power system, recorded when a short circuit occurs, as well as the rate of change of the values of the current values of phase A (see Table 1).
Скорость изменения значения величины тока фазы А на четвертом интервале измерения больше скорости изменения значения величины тока фазы А, чем на первом, в 109 раз. Скорость изменения значения величины тока фазы А на четвертом интервале измерения больше скорости изменения значения величины тока фазы А, чем на втором, в 218 раз. Скорость изменения значения величины тока фазы А на четвертом интервале измерения больше скорости изменения значения величины тока фазы А, чем на третьем, в 545 раз.The rate of change of the value of the phase A current value in the fourth measurement interval is 109 times higher than the rate of change of the phase A current value than in the first one. The rate of change of the value of the current value of phase A in the fourth measurement interval is 218 times greater than the rate of change of the value of the current of phase A than in the second one. The rate of change of the value of the phase A current value in the fourth measurement interval is 545 times greater than the rate of change in the value of the phase A current value than in the third one.
Таким образом, на каждом из предшествующих интервалов времени скорость изменения тока фазы А превысила скорость изменения тока на текущем интервале более чем 2 раза, что согласно предлагаемому способу соответствует возникновению короткого замыкания на контролируемой ЛЭП.Thus, at each of the preceding time intervals, the rate of change of the current of phase A exceeded the rate of change of current in the current interval by more than 2 times, which according to the proposed method corresponds to the occurrence of a short circuit on a controlled power line.
Релейная защита в системе противоаварийной автоматики на контролируемом участке ЛЭП в данном случае сработала своевременно благодаря выявлению момента начала короткого замыкания на фоне развития переходного процесса в электроэнергетической системе.In this case, the relay protection in the emergency control system in the controlled section of the power transmission line worked in time due to the identification of the moment of the beginning of the short circuit against the background of the development of the transition process in the electric power system.
Из практики известно, что в подобных случаях релейная защита в системе противоаварийной автоматики на исследуемом участке линии электропередачи при использовании известного способа определения короткого замыкания в электроэнергетической системе не срабатывает, что приводит к повреждению оборудования.It is known from practice that in such cases, relay protection in the emergency control system on the studied section of the power line does not work when using the known method for determining a short circuit in the power system, which leads to equipment damage.
Пример 2Example 2
Рассмотрим случай возникновения переходного процесса (синхронных качаний или возникновения асинхронного режима и т.п.), в процессе которых релейная защита срабатывать не должна.Consider the case of the occurrence of a transient process (synchronous swings or the appearance of an asynchronous mode, etc.), during which the relay protection should not work.
Рассмотрим пример возникновения переходного процесса в фазе А ЛЭП 500 кВ Арзамасская - Южная, произошедший 22.03.2007 года.Let us consider an example of a transition process in phase A of a 500 kV transmission line Arzamasskaya-Yuzhnaya, which occurred on March 22, 2007.
Предварительно в соответствии с предлагаемым способом осуществили настройку микропроцессорного контроллера, установленного в системе противоаварийной автоматики на исследуемом участке линии электропередачи.Previously, in accordance with the proposed method, the microprocessor controller installed in the emergency control system on the studied section of the transmission line was set up.
В процессе контроля в месте подключения к измерительным трансформаторам тока и напряжения периодически проводили измерение фазного значения тока на четырех последовательных интервалах времени. Интервал времени измерения был установлен равным 0,02 с.During the monitoring process, at the point of connection to the current and voltage transformers, periodically measured the phase value of the current at four consecutive time intervals. The measurement time interval was set to 0.02 s.
При возникновении переходного процесса в фазе А измерены значения величины фазного тока, а также скорость изменения его значений, которые отображены в табл.2.When a transient occurs in phase A, the values of the phase current value are measured, as well as the rate of change of its values, which are displayed in Table 2.
Сравнительный анализ скорости изменения фазного значения величины тока фазы А показал, что различие между первым и четвертым участком измерения - 2,2 раза, между вторым и четвертым - 0,1 раз, между третьим и четвертым - 1,6 раза, т.е. только на первом из трех интервалов времени скорость изменения фазного значения тока фазы А превысила 2 раза. При этом значение тока на четвертом временном интервале превысило пороговое значение тока срабатывания релейной защиты.A comparative analysis of the rate of change of the phase value of the phase A current magnitude showed that the difference between the first and fourth measurement sections is 2.2 times, between the second and fourth - 0.1 times, between the third and fourth - 1.6 times, i.e. only in the first of three time intervals the rate of change of the phase value of the current of phase A exceeded 2 times. In this case, the current value in the fourth time interval exceeded the threshold value of the trip current of the relay protection.
Однако релейная защита в системе противоаварийной автоматики на исследуемом участке линии электропередачи в данном случае не сработала. На фазе А контролируемого участка электроэнергетической системы возникло не короткое замыкание, а случай возникновения переходного процесса (синхронных качаний или возникновения асинхронного режима и т.п.), в процессе которых релейная защита не должна срабатывать, что подтверждено дальнейшей работой оборудования.However, the relay protection in the emergency control system on the studied section of the power line in this case did not work. In phase A of the controlled section of the electric power system, not a short circuit occurred, but a case of a transient process (synchronous swings or the appearance of an asynchronous mode, etc.), during which the relay protection should not operate, which is confirmed by the further operation of the equipment.
Из практики известно, что в подобных случаях релейная защита в системе противоаварийной автоматики на исследуемом участке линии электропередачи при использовании известного способа определения короткого замыкания в электроэнергетической системе срабатывает, что приводит необоснованному излишнему отключению ЛЭП.It is known from practice that in such cases, relay protection in the emergency control system on the studied section of the power line is triggered when using the known method for determining a short circuit in the electric power system, which leads to unreasonable unnecessary shutdown of the power transmission line.
Предложенный способ определения короткого замыкания в электроэнергетической системе позволяет своевременно выявлять моменты начала короткого замыкания на фоне развития переходного процесса электроэнергетической системы. Его использование обеспечивает повышение надежности, точности и эффективности выявления момента короткого замыкания на контролируемом участке электроэнергетической системы, а следовательно, и повышение селективности и устойчивости действия релейной защиты и противоаварийной автоматики электроэнергетической системы. В результате значительно уменьшится число отказов, излишних и ложных срабатываний релейной защиты и противоаварийной автоматики при возникновении аварийных переходных процессов в электроэнергетической системе, что позволит снизить недоотпуск электрической энергии потребителям и повысить экономическую выгоду работы как электроэнергетических, так и промышленных предприятий.The proposed method for determining a short circuit in the power system allows you to timely identify the moments of the beginning of a short circuit on the background of the development of the transition process of the power system. Its use provides an increase in the reliability, accuracy and efficiency of detecting the moment of a short circuit in a controlled area of the electric power system, and consequently, an increase in the selectivity and stability of the relay protection and emergency automation of the electric power system. As a result, the number of failures, unnecessary and false positives of relay protection and emergency automatics in the event of emergency transients in the electric power system will be significantly reduced, which will reduce the shortage of electric energy to consumers and increase the economic benefit of working both electric and industrial enterprises.
Данный способ может быть использован в процессе пуска или блокировки релейной зашиты и противоаварийной автоматики электроэнергетической системы. Он может найти широкое применение в электроэнергетической системе для повышения устойчивости и управляемости электроэнергетических и промышленных предприятий, для удовлетворения требований экологической безопасности на электроподстанциях, атомных, компенсационных, тепловых и других электростанциях, работающих в энергосистеме России и за рубежом. Этот способ может быть применен как в магистральных, так и в распределительных электроэнергетических сетях.This method can be used in the process of starting or blocking relay protection and emergency automation of an electric power system. It can be widely used in the electric power system to increase the stability and controllability of electric and industrial enterprises, to meet environmental safety requirements at power substations, nuclear, compensation, thermal and other power plants operating in the energy system of Russia and abroad. This method can be applied both in trunk and distribution electric power networks.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008146840/09A RU2374733C1 (en) | 2008-11-27 | 2008-11-27 | Method for determining short circuit in electric power system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008146840/09A RU2374733C1 (en) | 2008-11-27 | 2008-11-27 | Method for determining short circuit in electric power system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2374733C1 true RU2374733C1 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008146840/09A RU2374733C1 (en) | 2008-11-27 | 2008-11-27 | Method for determining short circuit in electric power system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2374733C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2583452C2 (en) * | 2011-06-07 | 2016-05-10 | Шнейдер Электрик Эндюстри Сас | Directed detection of resistive ground fault and rupture of conductor of medium voltage |
| RU2811559C1 (en) * | 2023-06-05 | 2024-01-15 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Method for protecting power lines and emergency control in electrical networks with distributed generation |
-
2008
- 2008-11-27 RU RU2008146840/09A patent/RU2374733C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФЕДОСЕЕВ A.M. Релейная защита электрических систем. - М.: Энергия, 1976, с.280-283. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2583452C2 (en) * | 2011-06-07 | 2016-05-10 | Шнейдер Электрик Эндюстри Сас | Directed detection of resistive ground fault and rupture of conductor of medium voltage |
| RU2811559C1 (en) * | 2023-06-05 | 2024-01-15 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Method for protecting power lines and emergency control in electrical networks with distributed generation |
| RU2820565C1 (en) * | 2023-12-20 | 2024-06-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST SINGLE-PHASE SHORT CIRCUITS IN 0,4 kV NETWORK |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9276396B2 (en) | Power transmission fault analysis system and related method | |
| CN103688434B (en) | Fault identification and location in a power supply line which is fed from one side | |
| EP2331978B1 (en) | Method and device for supervising secondary circuit of instrument transformer in power system | |
| CN103532108B (en) | Differential protection in electric power networks | |
| AU2016254275A1 (en) | Method and apparatus for identifying open phase of circuit breaker on basis of voltage | |
| CN102721896B (en) | Fault arc detection method | |
| CN105807174A (en) | Current transformer broken line detection method in power transmission and distribution system protection | |
| Fan et al. | Dynamic state estimation-based protection of power transformers | |
| CN104764960B (en) | A kind of isolated island detection of distributed energy, control method | |
| CN109387732A (en) | A kind of adaptive in-situ protection method and system of small current grounding fault | |
| CN106972465B (en) | A kind of transformer overcurrent protection criterion method and device based on negative -sequence power direction | |
| RU2374733C1 (en) | Method for determining short circuit in electric power system | |
| Hong et al. | Reliability improvement strategies for HVDC transmission system | |
| CN100420114C (en) | Generator Differential Protection Method Against TA Transient Unbalance | |
| Abedrabbo et al. | A primary and backup protection algorithm based on voltage and current measurements for HVDC grids | |
| CN103580007A (en) | Intelligent frame controller | |
| CN107483492B (en) | Power system relay protection network security protection method | |
| CN114094553B (en) | Fault protection method, device and equipment of power transmission system and power transmission system | |
| CN103346539B (en) | A kind of bus bar protecting method based on insulation measurement | |
| CN103532092A (en) | Novel electric leakage protector | |
| CN204046139U (en) | There is the station local coordinate frame shunting switch protective device of tripping operation measuring ability | |
| Mohan et al. | Busbar protection–a review | |
| CN215498243U (en) | Leakage protection system of block terminal | |
| Mourad et al. | Simple and adaptive busbar protection scheme considering CT saturation effect | |
| CN103869200A (en) | Method for power distribution network island detection based on wide-area information |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101128 |