SU1742927A1 - Device for protection against one phase short-circuit to ground in a c network - Google Patents
Device for protection against one phase short-circuit to ground in a c network Download PDFInfo
- Publication number
- SU1742927A1 SU1742927A1 SU894719018A SU4719018A SU1742927A1 SU 1742927 A1 SU1742927 A1 SU 1742927A1 SU 894719018 A SU894719018 A SU 894719018A SU 4719018 A SU4719018 A SU 4719018A SU 1742927 A1 SU1742927 A1 SU 1742927A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- rectifier
- amplifier
- summing amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Использование: сети с изолированной , компенсированной нейтралью и нейтралью, заземленной через высо- коомный резистор. Сущности изобретени : дл повышени надежности и селективности защиты в устройство введен канал тока высших гармоник, содержащий фильтр 14 высших гармоник, выпр митель 15, суммирующий усилитель 16, пороговый орган, блок 18 выдержки времени, а также введен канал , учитывающий высшие гармоники собственного емкостного тока на каждом присоединении, имеющий фильтр 19 высших гармоник и преобразователь 20 напр жени . 1 з.п. ф-лы, 3 ил.Use: networks with isolated, compensated neutral and neutral, grounded through a high impedance resistor. SUMMARY OF THE INVENTION: To improve the reliability and selectivity of protection, a higher harmonic current channel was inserted into the device, containing 14 higher harmonics filter, rectifier 15, summing amplifier 16, threshold organ, time delay unit 18, and introducing a channel that takes into account higher harmonics of its own capacitive current at each connection, having a filter of 19 high harmonics and a voltage converter 20. 1 hp f-ly, 3 ill.
Description
Фиг.11
3131
Изобретение относитс к электротехнике , в частности к защите электрческих сетей, и предназначено дл работы в электрических сет х с изолированной , компенсированной нейтралью ч нейтралью, заземленной через высо- коомный резистор.The invention relates to electrical engineering, in particular, to the protection of electrical networks, and is intended for operation in electrical networks with an insulated, compensated neutral and neutral grounded through a high impedance resistor.
Известно устройство сигнализации однофазных замыканий на землю типа УСЗ-ЗМ.A device for signaling single-phase earth faults of the type USZ-ZM is known.
Недостатками устройства вл ютс нестабильность выходного сигнала при устойчивом однофазном замыкании на землю (033) и сложность вы влени информации при дуговых замыкани х на землю.The drawbacks of the device are the instability of the output signal with a stable single-phase short circuit to ground (033) and the difficulty of identifying information during arc short circuits to the ground.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл защиты от однофазного замыкани на землю в электрической сети переменного тока, содержащее последовательно соединенные первые подключенный к трансформатору напр жени нулевой последовательности преобразователь напр жени пороговый орган, блок выдержки времени , элемент запрета и исполнительный орган, последовательно соединенные подключенный к трансформатору то нулевой последовательности первый ключ, фильтр основной частоты, второ преобразователь напр жени , суммирующий усилитель, второй пороговый орган , релейный усилитель, блок контрол и индикатор,выход релейного усилител подключен к второму входу элемента запрета, последовательно соединенные подключенный к второму выходу первого порогового органа управл ющий генератор, множитель и второй ключ, соединенный с входом фильтра основной частоты, элемент НЕ, включенный между управл ющими входами генератора и первого ключа, блок коррекции установки, включенный между вторым выходом первого преобразовател напр жени и вторым входом второго порогового органа, причем второй вход множител подключен на напр жение сети, управл ющий вход второго ключа соединен с управл ющим входом генератора, второй вход сумматора подключен к входу блока коррекции уставки.Closest to the present invention, there is a device for protection against single-phase ground fault in an electrical AC network, comprising a series-connected first voltage transmitter, a threshold element, a time delay unit, a prohibition element and an actuator connected in series with a zero-sequence voltage transformer. to the transformer then zero sequence the first key, the filter of the main frequency, the second voltage converter, summing amplifier, second threshold unit, relay amplifier, control unit and indicator, output of relay amplifier is connected to the second input of the inhibit element, connected in series to the control output generator, multiplier and second key connected to the input of the fundamental frequency filter, element NOT connected between the control inputs of the generator and the first key, the unit correction unit connected between the second output of the first voltage converter and the second input of the second threshold The second input of the multiplier is connected to the mains voltage, the control input of the second switch is connected to the control input of the generator, the second input of the adder is connected to the input of the set correction unit.
Недостатки этого устройства защи- ты заключаютс в отсутствии блокировки токового канала при дуговых замыкани х на землю и неприспособленностThe disadvantages of this protection device are the lack of blocking of the current channel during arc faults to ground and unsuitability
дл работы в компенсированных сет х .for operation in compensated networks.
5five
5five
Цель изобретени - повышение надежности и селективности путем блокировани токового канала при переходных процессах при замыкани х на землю.The purpose of the invention is to increase reliability and selectivity by blocking the current channel during transients during ground faults.
К существенным признакам изобретени относ тс введенные в устройство последовательно соединенные первый фильтр высших гармоник, третий выпр митель, второй суммирующий усилитель , третий пороговый орган и второй блок выдержки времени, последовательно соединенные второй фильтр высших гармоник и преобразователь напр жени со св з ми.Essential features of the invention include serially connected first harmonic filter, a third rectifier, a second summing amplifier, a third threshold organ, and a second time block, which are connected in series a second harmonic filter, and a voltage converter connected to the device.
Блоки выдержки времени предназначены дл задержки изменени своих выходных сигналов (дл отстройки отThe time delay blocks are designed to delay the change in their output signals (to offset from
переходных процессов) и могут быть выполнены, например, на логических (цифровых) микросхемах-счетчиках импульсов типа К5б1 ИЕ 5. Каждый блок выдержки времени содержит два последовательно соединенных счетчика импульсов и генератор пр моугольных импульсов, выход которого соединен со счетными входами обоих отмеченных счетчиков. Каждый счетчик импульсов блока выдержки времени имеет 3 входа . Основным входом вл етс : установочный (второй вход счетный и третий блокирующий).transients) and can be performed, for example, on logic (digital) microcircuit pulse counters of the type K5b1 IE 5. Each time block contains two series-connected pulse counters and a square pulse generator, the output of which is connected to the counting inputs of both marked counters. Each pulse counter of the time delay block has 3 inputs. The main entrance is: installation (the second input is the counting and the third blocking).
При подаче на R-вход логической единицы счетчик устанавливаетс в ну5 левое состо ние (на выходе его логический нуль) и на счетные импульсы не реагирует. При подаче на R-вход логического нул счетчик просчитывает входные счетные импульсы и при их определенном числе на его выходе по вл етс логическа единица, котора , воздейству на блокирующий вход, запрещает счет входных импульсов . Счетчик остаетс в таком состо нии , пока на его R-вход не поступит логическа единица. Элемент запрета может оыть выполнен в виде логического элемента И.When a logical unit is applied to the R input, the counter is set to the null left state (its logical zero is output) and does not respond to the counting pulses. When a logical zero is applied to the R input, the counter calculates the input counting pulses and, with a certain number of them, a logical unit appears at its output, which, acting on the blocking input, prevents the input pulses from counting. The counter remains in this state until a logical unit arrives at its R input. The element of the ban can oyt made in the form of a logical element I.
Суммирующий усилитель охвачен ем0 костной обратной св зью и обеспечивает выделение из поступающих на его входы сигналов посто нных составл ющих , т.е. выходной сигнал суммирующего усилител определ етс посто5 иными составл ющими его входных сигналов . Четвертый выпр митель предназначен дл учета собственного ем- костного тока (основной гармоники)The summing amplifier is covered by bone feedback and provides for the selection of constant component signals from incoming signals at its inputs, i.e. the output of the summing amplifier is determined by the constant components of its input signals. The fourth rectifier is designed to take into account its own capacitive current (main harmonic)
00
00
5five
защищаемого присоединени . Второй фильтр высших гармоник также предназначен дл учета собственного емкостного тока высших гармоник защищаемого присоединени .protected attachment. The second filter of higher harmonics is also intended to take into account the intrinsic capacitive current of the higher harmonics of the protected connection.
На разные входы суммирующего усилител поступают сигналы разных знаков . Поэтому при 033 на другом присоединении сигнал на выходе суммирующего усилител будет близок к нулю . При 033 на защищаемом присоединении сигнал по основному входу первого суммирующего усилител будет ли бо существенно больше, чем по второму входу (при расстройке компенсации ) , и тогда выходной сигнал суммирующего усилител будет положитель- ным и превысит уставку второго порогового органа, либо при резонансной настройке компенсации (или близкой к ней) входные сигналы первого сум-ч мирующего усилител могут быть близки по величине, а следовательно, выходной сигнал этого усилител также будет близок к нулю. При изменении напр жени нейтрали входные сигналы суммирующего усилител также измен тс пропорционально.Signals of different signs arrive at different inputs of the summing amplifier. Therefore, at 033 on the other connection, the signal at the output of the summing amplifier will be close to zero. At 033, at the protected attachment, the signal on the main input of the first summing amplifier will be significantly larger than on the second input (when the compensation is detuned), and then the output signal of the summing amplifier will be positive and exceed the setpoint of the second threshold organ, or at the resonant compensation setting (or close to it) the input signals of the first sum of the amplifier can be close in magnitude, and therefore the output signal of this amplifier will also be close to zero. When the neutral voltage varies, the input signals of the summing amplifier also vary in proportion.
Преобразователь напр жени предназначен дл выпр млени входного напр жени и преобразовани его в напр жение посто нного тока, т.е. выделени посто нной составл ющей, пропорциональной входному сигналу.The voltage converter is designed to rectify the input voltage and convert it to a DC voltage, i.e. allocation of a constant component proportional to the input signal.
Наличие последовательно соединенных второго фильтра высших гармоник и преобразовател напр жени позвол ет получить на выходе последнего сигнал (напр жение посто нного тока) пропорциональный току высших гармог- ник защищаемого присоединени и пропорциональный измен ющемус уровню высших гармоник тока замыкани на землю.The presence of the second harmonic filter and the voltage converter connected in series allows the output of the latter signal (DC voltage) to be proportional to the current of the higher harmonic parts of the protected connection and proportional to the changing level of the higher harmonics of the ground fault current.
На фиг. 1 представлена функциональ- 45 задани необходимого коэффициентаFIG. 1 shows the functional set of 45
00
5five
00
3, блок k выдержки, элемент 5 запрета , релейный усилитель 6 и исполнительный орган .7. К вторичной обмотке трансформатора 8 тока нулевой последовательности подключены последовательно соединенные усилитель 9, второй выпр митель 10, первый суммирующий усилитель 11, второй пороговый орган 12 и логический элемент ИЛИ 13, выход которого подключен к второму входу элемента 5 запрета.3, the extracting unit k, the prohibition element 5, the relay amplifier 6 and the actuator .7. The secondary winding of the zero-sequence transformer 8 is connected in series with amplifier 9, second rectifier 10, first summing amplifier 11, second threshold organ 12 and logic element OR 13, the output of which is connected to the second input of prohibition element 5.
К вторичной обмотке трансформатора 8 тока нулевой последовательности подключены также последовательно соединенные первый фильтр I высших гармоник, четвертый выпр митель 15, второй суммирующий усилитель 16, третий пороговый орган 17, второй блок 18 выдержки времени, выход последнего соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ 13.The secondary winding of the zero-sequence transformer 8 is also connected in series with the first filter I high harmonics, the fourth rectifier 15, the second summing amplifier 16, the third threshold element 17, the second time-delay unit 18, the output of the latter connected to the second input of the OR 13 logic element.
К входу первого выпр мител 2 подключены последовательно соединенные второй фильтр 19 высших гармоник и преобразователь 20 напр жени , выход которого подключен к второму входу третьего порогового органа 17 Между входом первого выпр мител 2 и вторым входом суммирующего усилител 11 включен третий выпр митель 21.A second filter 19 of higher harmonics and a voltage converter 20 are connected to the input of the first rectifier 2, the output of which is connected to the second input of the third threshold organ 17. A third rectifier 21 is connected between the input of the first rectifier 2 and the second input of summing amplifier 11.
Блок k или 18 выдержки времени (фиг. 2) содержит последовательно соединенные первый 22 и второй 23 счетчики импульсов. Выход генератора 5 2k пр моугольных импульсов подключен к счетным входам счетчиков 22 и 23 импульсов. Выход каждого счетчика импульсов соединен со своим блокирующим входом.Block k or 18 of the time delay (Fig. 2) contains serially connected first 22 and second 23 pulse counters. The generator output 5 2k rectangular pulses is connected to the counting inputs of the counters 22 and 23 pulses. The output of each pulse counter is connected to its blocking input.
Генератор 2k .пр моугольных импульсов дл блоков k и 18 выдержки времени целесообразно использовать один. Усилитель 9 в токовом канале устройства защиты установлен дл удобстваA 2k generator. Pulse-angle pulses for blocks k and 18 time delays are advisable to use one. An amplifier 9 in the current channel of the protection device is installed for convenience
5five
00
00
на схема устройства защиты от однофазных замыканий на землю; на фиг.2 -функциональна схема блока выдержки времени; на фиг.З - диаграмма напр жений при замыкании на землю на защищаемом при- соединении; а - при расстройке компенсации; S - npvt резонансной настройке компенсации.on the device circuit of protection against single-phase earth faults; 2 is a functional block timing scheme; FIG. 3 is a voltage chart for earth fault on the protected connection; a - with detuning compensation; S - npvt resonant tuning compensation.
К электрической сети (фиг. 1) подключен трансформатор 1 напр жени нулевой последовательности. К нему подсоединены последовательно включенные первые выпр митель 2, пороговый органA transformer 1 of the zero-sequence voltage is connected to the electrical network (Fig. 1). It is connected in series with the first rectifier 2, the threshold body
усилени сигнала, пропорционального току 1О.. В нормальном режиме сети напр жение нулевой последовательности Uo мало и выходные сигналы первого 3, второго 12 и третьего 17 пороговых органов, первого Ь и второго 18 блоков выдержки времени, логического элемента ИЛИ 13, элемента 5 запрета и релейного усилител 6 равны нулю. Выходные сигналы первых счетчиков 22 импульсов блоков k и 18 выдержки времени равны логической единице .amplification of a signal proportional to the current 1O. In the normal network mode, the zero sequence voltage Uo is low and the output signals of the first 3, second 12 and third 17 threshold organs, first b and second 18 time delay blocks, logical element OR 13, prohibition element 5 and relay amplifier 6 is zero. The output signals of the first counters 22 pulses of blocks k and 18 time delays are equal to a logical one.
Пусть 033 произошло на защищаемом присоединении и в сети имелась расстройка компенсации. Тогда выпр мленное вторым выпр мителем 10 напр жени поступающее на первый вход суммирующего усилител 11, превысит по абсолютной величине напр жение, поступающее с третьего выпр мител 21 на второй вход этого суммирующего усилител . Выходной сигнал последнего через второй пороговый орган 12, логический элемент ИЛИ 13 элемент 5 запрета, релейный усилитель 6 поступает на исполнительный орган 7, который срабатывает и дает сигнал на отключение поврежденного присоединени Let 033 occurred on the protected connection and there was a mismatch of compensation on the network. Then, rectified by the second rectifier 10 of the voltage supplied to the first input of summing amplifier 11, will exceed in absolute value the voltage coming from the third rectifier 21 to the second input of this summing amplifier. The output signal of the latter through the second threshold organ 12, the logical element OR 13 is the prohibition element 5, the relay amplifier 6 is fed to the executive body 7, which is triggered and gives a signal to disable the damaged connection
При резонансной или близкой к ней настройке компенсации сигнал на выходе суммирующего усилител 11 равен нулю, так как остаточный ток содержи небольшую составл ющую основной частоты и обычно значительный уровень высших г армоник. При этом фильтр 1 выдел ет напр жение высших гармоник, а выпр митель 15 выпр мл ет это напр жение . Последнее сравниваетс с напр жением UJTQ , поступающим от преобразовател 20 напр жени . Это напр жение определ етс собственным емкостным током высших гармоник защищаемого присоединени . Поэтому напр жение , а на выходе порогового органа 17 по вл ютс положительные импульсы. Они устанавливают счетчик 22 импульсов второго блока 18 выд ержки времени в нулевое состо ние и второй счетчик 23 импульсов начинает отсчет выдержки времени ut После этого напр жение на выходе счетчика 23 импульсов (блока 18) равно логической единице и сигнал через блоки 13, 5 и 6 поступает на исполнительный орган 7, который отключает поврежденное присоединение. С выдержкой времени Ut.ut4 счетчик 22 второго блока 18 выдержки времени устанавливает счетчик 23 в нулевое состоние .With a resonance or close to it compensation setting, the signal at the output of summing amplifier 11 is equal to zero, since the residual current contains a small component of the fundamental frequency and usually a significant level of higher r harmonics. In this case, the filter 1 isolates the higher harmonic voltage, and the rectifier 15 rectifies this voltage. The latter is compared with the voltage UJTQ supplied by the voltage converter 20. This voltage is determined by the intrinsic capacitive current of the higher harmonics of the protected connection. Therefore, the voltage and positive impulses appear at the output of the threshold organ 17. They set the counter 22 pulses of the second time delay 18 unit to the zero state and the second counter 23 pulses start counting the time delay ut After this, the voltage at the output of the counter 23 pulses (block 18) is equal to the logical unit and the signal through blocks 13, 5 and 6 enters the executive body 7, which disables the damaged connection. With a time delay Ut.ut4, the counter 22 of the second block 18 time delay sets the counter 23 to zero state.
При 033 вне зоны защиты (на друго присоединении) через трансформатор 8 тока протекает собственный емкостный ток. Составл ющие основной частоты и высших гармоник незначительны и поэтому напр жение на основном (первом входе суммирующего усилител 11 близ ко по величине к напр жению, поступа ющему на его второй вход. Поэтому наAt 033 outside the protection zone (at the other end), the own capacitive current flows through the current transformer 8. The components of the fundamental frequency and higher harmonics are insignificant and therefore the voltage on the main (the first input of summing amplifier 11 is close in magnitude to the voltage arriving at its second input. Therefore,
выходе этого усилител 11 напр жениеthe output of this amplifier is 11 voltage
№No
8eight
близко к нулю. Напр жение (уровень высших гармоник) на основном входе суммирующего усилител 16 примерноclose to zero. The voltage (level of higher harmonics) at the main input of summing amplifier 16 is approximately
равно напр жению на выходе преобразовател 20 (на втором входе усилител 16). Поэтому на выходе усилител 17 сигнал примерно равен нулю и меньше, чем напр жение уставки, т.е. на втором входе порогового органа 17. Выходной сигнал порогового органа 17 равен нулю. Поэтому исполнительный орган 7 не срабатывает.equal to the voltage at the output of the converter 20 (at the second input of the amplifier 16). Therefore, at the output of the amplifier 17, the signal is approximately zero and less than the set voltage, i.e. at the second input of the threshold organ 17. The output signal of the threshold organ 17 is zero. Therefore, the executive body 7 does not work.
При расстройке компенсации в оста5 точном токе основна гармоника становитс значительной. При этом выходной канал первого фильтра 14 высших гармоник может содержать основную частоту и не всегда по этому каналу то0 ка высших гармоник можно получить информацию об 033. В данном случае информаци об 033 передаетс по каналу тока основной гармоники (блоки 9-12). При резонансной же настройке компен5 сации информаци об 033 поступает только по каналу тока высших гармоник (блоки Н-18).When the offset is compensated in the remaining current, the fundamental harmonic becomes significant. In this case, the output channel of the first 14 high harmonic filter may contain the main frequency and it is not always possible to obtain information on 033 through this channel of the higher harmonics. In this case, information on 033 is transmitted through the main harmonic current channel (blocks 9-12). In the case of resonant tuning of compensation, information about 033 comes only through the current channel of higher harmonics (blocks H-18).
Введение в устройство защиты двух токовых каналов, реагирующих на основную гармонику и высшие гармоники тока замыкани на землю, а также введение блокировки в последний канал позвол ет существенно повысить селек тивность устройства при дуговых замыкани х на землю и обеспечивает егоIntroduction to the protection device of two current channels that react to the main harmonic and higher harmonics of the earth fault current, as well as the introduction of a lock into the last channel, can significantly increase the device selectivity during arc faults to earth and ensure it
5 применение в сет х с изолированной, заземленной через высокоомный резистор и компенсированной нейтралью.5 application in networks with insulated, grounded through a high-resistance resistor and a compensated neutral.
Эффективность действи блокировки токового канала при 033 объ сн етс тем, что при дуговых замыкани х на землю блокировка только по напр жению нейтрали не всегда исключает ложные действи устройства защиты.The effectiveness of blocking the current channel at 033 is explained by the fact that, for arc faults to ground, blocking only by the neutral voltage does not always exclude the false actions of the protection device.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894719018A SU1742927A1 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Device for protection against one phase short-circuit to ground in a c network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894719018A SU1742927A1 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Device for protection against one phase short-circuit to ground in a c network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1742927A1 true SU1742927A1 (en) | 1992-06-23 |
Family
ID=21460908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894719018A SU1742927A1 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Device for protection against one phase short-circuit to ground in a c network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1742927A1 (en) |
-
1989
- 1989-07-14 SU SU894719018A patent/SU1742927A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Маврицын A.M. и Петров О.А. Электроснабжение угольных разрезов, - М.: Недра, 1977, с. 169, 170. Авторское свидетельство СССР N° 16U065, кл„ Н 02 Н 3/16, 1988. ( УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4224652A (en) | Method and apparatus for detecting ground shorts in the rotor circuit of a generator | |
US4931893A (en) | Loss of neutral or ground protection circuit | |
US3895263A (en) | Grounded neutral detector drive circuit for two pole ground fault interrupter | |
US4453191A (en) | Overvoltage directional relay | |
GB1590665A (en) | Protective relay circuit for interphase faults | |
SU1742927A1 (en) | Device for protection against one phase short-circuit to ground in a c network | |
US4149208A (en) | Method of and apparatus for ground fault protection of generators connected in parallel | |
US4080641A (en) | Ground fault detector | |
US4819119A (en) | Faulted phase selector for single pole tripping and reclosing schemes | |
GB1585276A (en) | Ripple control systems | |
US3986079A (en) | Offset keying technique for segregated phase comparison relaying | |
US4053940A (en) | Modified offset keying apparatus for phase comparison relaying | |
SU904066A1 (en) | Device for centralized protection from earthing in the network with insulated or compensated neutral wire | |
SU534007A1 (en) | Device for signaling single-phase earth faults in networks with low earth fault currents | |
US4057841A (en) | Unsupervised trip keying for phase comparison relaying apparatus | |
RU95113247A (en) | Method and device for ground fault protection of generator stator winding | |
SU1101953A1 (en) | Device for providing earth fault protection in isolated neutral system | |
SU597042A1 (en) | Device for single-phase short circuit protection in primary winding of series transformer of power take-off from tuned power transmission line | |
SU1744749A1 (en) | Device for protection of a c network against single-phase short-circuit to ground | |
SU1522340A1 (en) | Arrangement for directional storing protection in insulated-neutral power network | |
RU2082269C1 (en) | Device for protection against single-phase short- circuit to ground in power supply line with insulated neutral wire | |
SU1614065A1 (en) | Device for proctection against ground single-phase faults in a.c.mains | |
SU815835A1 (en) | Device for protecting from grounding in network with insulated neutral wire | |
SU794680A1 (en) | Device for registering incomplete-phase mode of three-phase power transmission line | |
SU1149340A2 (en) | Device for protection against single-phase earth leakage in a.c. network |