RU194011U1 - Digital protection device for electrical substation - Google Patents
Digital protection device for electrical substation Download PDFInfo
- Publication number
- RU194011U1 RU194011U1 RU2019105409U RU2019105409U RU194011U1 RU 194011 U1 RU194011 U1 RU 194011U1 RU 2019105409 U RU2019105409 U RU 2019105409U RU 2019105409 U RU2019105409 U RU 2019105409U RU 194011 U1 RU194011 U1 RU 194011U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substation
- connections
- power
- switches
- node
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B15/00—Systems controlled by a computer
- G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к средствам релейной защиты. Технический результат заключается повышении достоверности и селективности работы устройства защиты за счет косвенных измерений и централизованного резервирования. Достигается тем, что в известном устройстве, содержащем датчики тока присоединений силового узла подстанции, цифровую шину передачи токов присоединений силового узла подстанции, выключатели присоединений силового узла подстанции, цифровую шину передачи сигналов управления выключателями присоединений силового узла подстанции, устройство управления подстанцией, выходы датчиков тока присоединений силового узла подстанции присоединены к цифровой шине передачи токов присоединений силового узла подстанции, выключатели своими входами управления подключены к цифровой шине передачи сигналов управления выключателями присоединений силового узла подстанции, дополнительно введены устройство управления присоединениями силового узла подстанции и общеподстанционная цифровая шина передачи данных, которая присоединена через порт к устройству управления подстанцией и присоединена к устройству управления присоединениями силового узла подстанции через его первый порт, цифровая шина передачи токов присоединений силового узла подстанции присоединена к устройству управления присоединениями силового узла подстанции через второй порт, цифровая шина передачи сигналов управления выключателями присоединений силового узла подстанции присоединена к устройству управления присоединениями силового узла подстанции через третий порт. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and electric power industry, in particular to means of relay protection. The technical result is to increase the reliability and selectivity of the protection device due to indirect measurements and centralized redundancy. This is achieved by the fact that in the known device containing the current sensors of the connections of the power node of the substation, the digital bus for transmitting the currents of the connections of the power node of the substation, the switches of the connections of the power node of the substation, the digital bus of transmitting control signals of the switches of the connections of the power node of the substation, the control device of the substation, the outputs of the sensors of the current of the connections substation power unit are connected to a digital bus for transferring currents of connections of the substation power unit, switches with their inputs the boards are connected to the digital bus for transmitting control signals for the switches of the substation power node, an additional control device for the connections of the substation power node and a substation digital data bus is connected, which is connected through the port to the substation control device and connected to the substation power node control device through its first port , the digital bus for transferring the currents of the connections of the power node of the substation is connected to the device I substation connections of the power unit through the second port, the digital bus transmission power control unit switches the control signal interconnection substation connected to the power unit attachment unit substation through the third port. 2 s.p. f-ly, 1 ill.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к средствам релейной защиты.The utility model relates to the field of electrical engineering and electric power industry, in particular to means of relay protection.
В электротехнике широко известно автономное устройство защиты, устанавливаемое на присоединениях силовых узлов электрических подстанций [1]. Оно содержит датчики тока защищаемого присоединения, выключатель защищаемого присоединения, индивидуальное устройство защиты, входы которого подключены к выходам датчиков тока защищаемого присоединения, а выход индивидуального устройства защиты подключен к входу управления выключателя защищаемого присоединения. Автономное устройство защиты устанавливается на каждом присоединении всех силовых узлов электрической подстанции. Каждое автономное устройство защиты контролирует с помощью датчиков токи только соответствующего (своего) присоединения, и, в случае превышения контролируемым током порогового уровня, отключает соответствующее (свое) присоединение силового узла электрической подстанции.In electrical engineering, an autonomous protection device installed on the connections of power nodes of electrical substations is widely known [1]. It contains current sensors of the protected connection, a switch of the protected connection, an individual protection device, the inputs of which are connected to the outputs of the current sensors of the protected connection, and the output of the individual protection device is connected to the control input of the switch of the protected connection. An autonomous protection device is installed at each connection of all power nodes of the electrical substation. Each autonomous protection device monitors, using sensors, the currents of only the corresponding (own) connection, and if the controlled current exceeds the threshold level, it turns off the corresponding (own) connection of the power unit of the electrical substation.
Недостатком известного автономного устройства защиты является то, что достоверность выявления повреждения низка, поскольку оно контролирует токи (сигналы) только одного (своего) присоединения, на котором оно установлено и не использует информацию о токах других присоединений.A disadvantage of the known stand-alone protection device is that the reliability of detecting damage is low, since it controls the currents (signals) of only one (its) connection, on which it is installed and does not use information about the currents of other connections.
Наиболее близким по технической сущности решением является централизованное устройство, выполняющее функции защиты и использующее при этом токи группы силовых присоединений электрических подстанций [2].The closest in technical essence solution is a centralized device that performs protection functions and uses the currents of the group of power connections of electrical substations [2].
В этом централизованном устройстве защиты датчики тока силовых присоединений и входы управления выключателей силовых присоединений подключены к общему (центральному) блоку, реализующему алгоритмы релейной защиты (выявления поврежденных присоединений и отделения их от исправной части подстанции). В связи с этим, имеется возможность в алгоритмах релейной защиты использовать токи других (соседних) присоединений, использовать больше исходной информации. Благодаря этому централизованное устройство-прототип [2] обеспечивает более высокую степень достоверности и селективности выявления повреждений по сравнению с автономным устройством-аналогом [1].In this centralized protection device, current sensors of power connections and control inputs of switches of power connections are connected to a common (central) unit that implements relay protection algorithms (detect damaged connections and separate them from the operational part of the substation). In this regard, it is possible in relay protection algorithms to use the currents of other (neighboring) connections, to use more source information. Due to this, a centralized prototype device [2] provides a higher degree of reliability and selectivity for detecting damage compared to a stand-alone analog device [1].
Недостатком известного решения является низкая в целом надежность устройства-прототипа, так как в нем имеются элементы, выход из строя которых приводит к потере основной функции защиты. В частности, при выходе из строя датчика тока присоединения или канала связи датчика с общим (центральным) устройством, повреждение на этом присоединении останется незамеченным, что может привести к развитию аварийной ситуации.A disadvantage of the known solution is the generally low reliability of the prototype device, since it contains elements whose failure results in the loss of the main protection function. In particular, in case of failure of the current sensor of the connection or the communication channel of the sensor with a common (central) device, damage to this connection will go unnoticed, which can lead to the development of an emergency.
Целью предложенной полезной модели является повышение достоверности и селективности работы устройства защиты за счет косвенных измерений и централизованного резервирования.The purpose of the proposed utility model is to increase the reliability and selectivity of the protection device due to indirect measurements and centralized redundancy.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем датчики тока присоединений силового узла подстанции, цифровую шину передачи токов присоединений силового узла подстанции, выключатели присоединений силового узла подстанции, цифровую шину передачи сигналов управления выключателями присоединений силового узла подстанции, устройство управления подстанцией, выходы датчиков тока присоединений силового узла подстанции присоединены к цифровой шине передачи токов присоединений силового узла подстанции, выключатели своими входами управления подключены к цифровой шине передачи сигналов управления выключателями присоединений силового узла подстанции, дополнительно введены устройство управления присоединениями силового узла подстанции и общеподстанционная цифровая шина передачи данных, которая присоединена через порт к устройству управления подстанцией и присоединена к устройству управления присоединениями силового узла подстанции через его первый порт, цифровая шина передачи токов присоединений силового узла подстанции присоединена к устройству управления присоединениями силового узла подстанции через второй порт, цифровая шина передачи сигналов управления выключателями присоединений силового узла подстанции присоединена к устройству управления присоединениями силового узла подстанции через третий порт.This goal is achieved by the fact that in the known device containing the current sensors of the connections of the power node of the substation, the digital bus for transmitting the currents of the connections of the power node of the substation, the switches of the connections of the power node of the substation, the digital bus for transmitting control signals of the switches of the connections of the power node of the substation, the control device of the substation, the outputs of the sensors current connections of the power node of the substation are connected to a digital bus for transmitting currents of the connections of the power node of the substation, whether the control inputs are connected to the digital bus for transmitting control signals to the connection switches of the substation power unit, additionally the control device for the connections of the power station substation and the general substation digital data bus are connected, which is connected through the port to the substation control device and connected to the control device of the substation power node through its first port, a digital bus for transferring the currents of connections of the power node of the substation, is connected to the device the control unit for connecting the power unit of the substation through the second port, a digital bus for transmitting control signals for the circuit breakers of the connections of the power unit of the substation is connected to the device for controlling the connections of the power unit of the substation through the third port.
Кроме этого общеподстанционная цифровая шина передачи данных, присоединена к каждому имеющемуся на подстанции устройству управления присоединениями силового узла подстанции через его соответствующий первый порт.In addition, a general substation digital data bus is connected to each access control device of a substation's power unit available at the substation through its corresponding first port.
Причем, количество устройств управления присоединениями силового узла подстанции равно количеству силовых узлов подстанции.Moreover, the number of control devices for connecting the power node of the substation is equal to the number of power nodes of the substation.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием новых блоков: устройство управления присоединениями силового узла подстанции, общеподстанционная цифровая шина передачи данных и их связями с остальными элементами устройства.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is characterized by the presence of new units: a control device for the connections of the power node of the substation, a substation digital data bus and their connections with the rest of the device.
Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «новизна».Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty."
Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями показывает, что при их введении в заявляемое устройство повышается степень достоверности и селективности действия защиты. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».Comparison of the claimed solution with other technical solutions shows that when they are introduced into the inventive device, the degree of reliability and selectivity of the protection action increases. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences".
Это свойство проявляется следующим образом. При наличии исправных датчиков тока и выключателей на каждом присоединении силового узла подстанции в устройстве управления присоединениями силового узла подстанции имеются токи всех присоединений. По первому закону Кирхгофа сумма токов (с учетом их направления, положительного или отрицательного знака) всех присоединений силового узла равна нулю [3]. Если датчик тока одного из присоединений, или его канал связи с устройством управления присоединениями силового узла подстанции выйдет из строя и информация о токе этого присоединения не будет поступать в устройство управления присоединениями силового узла подстанции, то ток присоединения вычисляется в соответствии с первым законом Кирхгофа как сумма токов других присоединений с обратным знаком. Имея полученную косвенным способом информацию о токе присоединения, датчик тока которого вышел из строя, устройство управления присоединениями силового узла подстанции контролирует ток этого присоединения и выявляет возможные повреждения (например, короткие замыкания) на этом присоединении. Таким образом, сохраняются функции релейной защиты, что повышает степень достоверности и селективности действия защиты.This property is manifested as follows. If there are serviceable current sensors and circuit breakers at each connection of the power unit of the substation, the connection control device of the power unit of the substation has currents of all connections. According to the first law of Kirchhoff, the sum of the currents (taking into account their direction, positive or negative sign) of all connections of the power unit is zero [3]. If the current sensor of one of the connections, or its communication channel with the connection control device of the power unit of the substation fails and information about the current of this connection does not enter the connection control device of the power unit of the substation, then the connection current is calculated in accordance with the first Kirchhoff law as the sum currents of other connections with the opposite sign. Having indirectly obtained information about the current of the connection, the current sensor of which has failed, the control device for the connections of the power unit of the substation monitors the current of this connection and identifies possible damage (for example, short circuits) at this connection. Thus, the functions of relay protection are preserved, which increases the degree of reliability and selectivity of the protection.
На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового устройства защиты для электрической подстанции.In FIG. 1 is a structural diagram of a digital protection device for an electrical substation.
Цифровое устройство защиты для электрической подстанции в соответствии со структурной схемой (фиг. 1) содержит: датчики 1 тока присоединений силового узла подстанции; цифровую шину 2 передачи токов присоединений силового узла подстанции; выключатели 3 присоединений силового узла подстанции; цифровую шину 4 передачи сигналов управления выключателями присоединений силового узла подстанции; устройство 5 управления присоединениями силового узла подстанции; общеподстанционную цифровую шину 6 передачи данных; устройство 7 управления подстанцией; блок 8 управления силовым узлом подстанции, в который входят датчики 1, цифровые шины 2 и 4, выключатели 3 и устройство 5 управления присоединениями силового узла подстанции.The digital protection device for an electrical substation in accordance with the structural diagram (Fig. 1) contains:
Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме сигналы от датчиков 1 тока присоединений силового узла подстанции поступают через цифровую шину 2 передачи токов присоединений силового узла подстанции в устройство 5 управления присоединениями силового узла подстанции. В качестве датчиков тока могут использоваться любые устройства, осуществляющие измерение тока, с цифровым выходом. Информация о токах присоединений и состоянии выключателей из устройства 5 по общеподстанционной шине 6 передается в устройство 7 управления подстанцией. Это устройство осуществляет управление элементами подстанции по командам оперативно-диспетчерского управления. Элементы 1-5 и соответствующие связи образует блок 8 управления силовым узлом подстанции.The device operates as follows. In normal mode, the signals from the
В устройстве 5 управления токи всех присоединений контролируются программами, осуществляющими релейную защиту по токовому принципу. Например, в токовых отсечках и максимальных токовых защитах токи присоединений сравниваются с пороговыми значениями, и если ток присоединения превышает пороговое значение, то делается вывод о том, что присоединение повреждено, и это соответствующее присоединение отключается соответствующим выключателем 3 по команде устройства 5 управления присоединениями силового узла подстанции. Команда на отключение передается по цифровой шине 4 передачи сигналов управления выключателями.In the
Если в процессе нормальной работы силового узла подстанции ток одного из присоединений не будет поступать в устройство управления присоединениями силового узла подстанции, то ток этого присоединения вычисляется в соответствии с первым законом Кирхгофа как сумма токов других присоединений с обратным знаком. Измеренный таким косвенным способом ток присоединения передается в программу, реализующую релейную защиту этого присоединения, и контролируется этой программой. В случае превышения током присоединения, измеренным косвенным способом, устройство управления 5 (так же, как и при непосредственном измерении тока присоединения) формирует и передает по цифровой шине 4 команду соответствующему выключателю 3 на отключение соответствующего присоединения.If during normal operation of the power unit of the substation the current of one of the connections does not enter the control device of the connections of the power unit of the substation, then the current of this connection is calculated in accordance with the first Kirchhoff law as the sum of the currents of other connections with the opposite sign. The current of the connection measured in such an indirect way is transferred to the program that implements the relay protection of this connection and is controlled by this program. In the event that the connection current is exceeded, measured indirectly, the control device 5 (as well as directly measuring the connection current) generates and transmits via the digital bus 4 a command to the
В известных системах релейной защиты, при потере информации о токе присоединения, повреждения на этом присоединении остаются незамеченными, что снижает достоверность и селективность действия релейной защиты и может вызвать развитие аварийной ситуации.In known systems of relay protection, with loss of information about the current of the connection, damage to this connection remains unnoticed, which reduces the reliability and selectivity of the relay protection and can cause the development of an emergency.
Благодаря возможности измерять ток присоединения силового узла подстанции косвенным способом по токам других присоединений в устройстве управления присоединениями силового узла подстанции достигается повышение степени достоверности и селективности действия защиты по сравнению с известными системами релейной защиты для подстанций. Кроме этого, реализуется централизованное резервирование защит присоединений без снижения быстродействия и увеличения количества отключаемых присоединений, что повышает надежность и техническое совершенство защит всех присоединений силового узла подстанции.Due to the ability to measure the current of connecting the power unit of the substation indirectly by the currents of other connections in the control device of the connections of the power unit of the substation, an increase in the degree of reliability and selectivity of the protection action is achieved in comparison with the known relay protection systems for substations. In addition, centralized redundancy of protection of connections is implemented without reducing performance and increasing the number of disconnected connections, which increases the reliability and technical perfection of the protection of all connections of the power unit of the substation.
Источники информации:Information sources:
1. Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. - М.: Энергия, 1976. - 560 с.1. Fedoseev A.M. Relay protection of electrical systems. - M .: Energy, 1976 .-- 560 s.
2. Автоматизированная система мониторинга, защиты и управления оборудованием электрической подстанции // Дорофеев И.Н., Иванов Д.В. RU №2468407, G05B 19/00, H02J 13/00. Опубликовано 27.11.2012, Бюл. №:33.2. Automated system for monitoring, protection and control of electrical substation equipment // Dorofeev IN, Ivanov DV RU No. 2468407, G05B 19/00, H02J 13/00. Posted on 11/27/2012, Bull. No: 33.
3. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. - М.: Энергия, 1969. - 424 с.3. Atabekov G.I. Fundamentals of circuit theory. - M.: Energy, 1969. - 424 p.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019105409U RU194011U1 (en) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Digital protection device for electrical substation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019105409U RU194011U1 (en) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Digital protection device for electrical substation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU194011U1 true RU194011U1 (en) | 2019-11-25 |
Family
ID=68652648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019105409U RU194011U1 (en) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Digital protection device for electrical substation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU194011U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1252860A1 (en) * | 1983-08-12 | 1986-08-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики | Digital relay protection device |
| US7568000B2 (en) * | 2001-08-21 | 2009-07-28 | Rosemount Analytical | Shared-use data processing for process control systems |
| RU2468407C1 (en) * | 2011-06-17 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория интеллектуальных сетей и систем" (ООО "ЛИСИС") | Automated system of monitoring, protection and control of equipment of electrical substation |
| RU168114U1 (en) * | 2016-04-06 | 2017-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" | CENTRALIZED RELAY PROTECTION AND CONTROL UNIT FOR SUBSTATION WITH HIGH-VOLTAGE DISTRIBUTION DEVICE PERFORMED BY BRIDGE CIRCUIT BREAKERS WITH LINE AND REPAIR CHAINS |
-
2019
- 2019-02-26 RU RU2019105409U patent/RU194011U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1252860A1 (en) * | 1983-08-12 | 1986-08-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики | Digital relay protection device |
| US7568000B2 (en) * | 2001-08-21 | 2009-07-28 | Rosemount Analytical | Shared-use data processing for process control systems |
| RU2468407C1 (en) * | 2011-06-17 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория интеллектуальных сетей и систем" (ООО "ЛИСИС") | Automated system of monitoring, protection and control of equipment of electrical substation |
| RU168114U1 (en) * | 2016-04-06 | 2017-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" | CENTRALIZED RELAY PROTECTION AND CONTROL UNIT FOR SUBSTATION WITH HIGH-VOLTAGE DISTRIBUTION DEVICE PERFORMED BY BRIDGE CIRCUIT BREAKERS WITH LINE AND REPAIR CHAINS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9091737B2 (en) | Architecture of a battery and control device | |
| EP3001535B1 (en) | Protection control system for process bus, merging unit, and computation device | |
| US12241944B2 (en) | Distributed insulation detection device for multi-stage DC system | |
| US20050043861A1 (en) | Integrated protection and control system for a power system substation | |
| EP3046196A1 (en) | A method of clearing a fault in a HVDC electrical network | |
| US11309702B2 (en) | Systems and methods for islanding protection | |
| RU194011U1 (en) | Digital protection device for electrical substation | |
| US11128128B2 (en) | Directional over-current ground relay (DOCGR) using sampled value and method for operating the DOCGR | |
| CN105406450A (en) | Intelligent protection device for busbar short-circuit fault of marine power distribution panel | |
| US11050293B2 (en) | Power storage system, and stop control system | |
| RU198895U1 (en) | Centrally redundant digital protection device for electrical substation | |
| CN117613832B (en) | Ship direct-current ring network system and bus switch selective short-circuit protection method thereof | |
| CN117895433B (en) | Inverter DC side fault identification method and photovoltaic system | |
| RU2693937C1 (en) | Method for relay protection and control of electric substation and device for its implementation | |
| CN103036306A (en) | Digital dual-redundancy generator control system | |
| CN115764789A (en) | Dual-redundancy control system for protecting power distribution device | |
| KR200347633Y1 (en) | Hardware structure of intelligent electronic device for fault detection and selective auto-reclosure | |
| RU2779934C1 (en) | Unmanned aerial vehicle power management system | |
| EP4579981A1 (en) | Photovoltaic power supply system and backup box | |
| RU2845460C1 (en) | Electrotechnical equipment automated complex monitoring device | |
| EP3211741B1 (en) | Method for inhibiting multiple converter stations into passive control mode in island state | |
| CN205039533U (en) | Line protection measurement and control device | |
| CN111487906A (en) | Underwater data acquisition controller and underwater connection box | |
| KR102858673B1 (en) | Method and system for preventing overvoltage in Energy Storage System | |
| RU109929U1 (en) | RESERVE SYSTEM OF TRANSFORMERS OF RESPONSE SUBSTATIONS WITH DETERMINATION OF DAMAGED OBJECT AND TYPE OF DAMAGE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200721 Effective date: 20200721 |