[go: up one dir, main page]

RU2168824C1 - Method for short-circuit current protection of electrical installation - Google Patents

Method for short-circuit current protection of electrical installation Download PDF

Info

Publication number
RU2168824C1
RU2168824C1 RU99125091A RU99125091A RU2168824C1 RU 2168824 C1 RU2168824 C1 RU 2168824C1 RU 99125091 A RU99125091 A RU 99125091A RU 99125091 A RU99125091 A RU 99125091A RU 2168824 C1 RU2168824 C1 RU 2168824C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
value
reference value
electrical installation
difference
Prior art date
Application number
RU99125091A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.И. Никитин
Е.К. Никитин
Т.С. Стрижак
Original Assignee
Омский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Омский государственный технический университет filed Critical Омский государственный технический университет
Priority to RU99125091A priority Critical patent/RU2168824C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2168824C1 publication Critical patent/RU2168824C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Protection Of Generators And Motors (AREA)

Abstract

FIELD: protection of power transmission lines against line-to-line shorts. SUBSTANCE: electrical installation current is measured and compared with first and second reference values. Instant disconnection signal is sent when this current exceeds first reference value. When current exceeds second reference value, electrical installation current is stored through first time delay, and present-time current of installation is subtracted from this value to obtain first difference. When electrical installation current rises above second reference value, its phase current is stored through first time delay and present-time phase current is subtracted from this value through second time delay to obtain second difference. If second difference is lower than fourth reference value and first difference, lower than third reference value, disconnection signal is applied. EFFECT: enhanced sensitivity, selectivity, and reduced operating time of protective gear due to eliminating self-start currents of moving load. 4 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты, и может найти применение для защиты линий электропередачи от междуфазных коротких замыканий (КЗ). The invention relates to the electric power industry, and in particular to the relay protection technique, and may find application for protecting power lines from interphase short circuits.

Известен способ защиты электроустановки, например [1], в котором постоянно измеряют ток электроустановки, сравнивают его с эталонной величиной и, если через выдержку времени ток не снизится меньше, чем эталонная величина, то подают сигнал на отключение выключателя электроустановки. Однако по этому способу невозможно отличить самозапуск двигательной нагрузки от короткого замыкания, если эти токи в первый момент соизмеримы. A known method of protecting electrical installations, for example [1], in which the current of the electrical installation is constantly measured, is compared with a reference value, and if after a time delay the current does not decrease less than the reference value, a signal is sent to turn off the electrical switch. However, using this method, it is impossible to distinguish self-starting of a motor load from a short circuit if these currents are commensurate at the first moment.

Наиболее близким по технической сущности является способ, реализованный в устройстве [2] токовой защиты электроустановки от КЗ, в котором постоянно измеряют ток электроустановки, сравнивают его с первой и второй эталонными величинами, при превышении тока электроустановки первой эталонной величины подают сигнал на отключение без выдержки времени, при превышении тока электроустановки второй эталонной величины через первую выдержку времени запоминают значение тока электроустановки, через вторую выдержку времени вычитают из этого значения текущее значение тока электроустановки, сравнивают полученную первую разность с третьей сформированной эталонной величиной и, если первая разность меньше третьей эталонной величины, то подают сигнал на отключение. The closest in technical essence is the method implemented in the device [2] current protection of the electrical installation against short circuit, which constantly measure the current of the electrical installation, compare it with the first and second reference values, when exceeding the current of the electrical installation of the first reference value, a shutdown signal is sent without delay , when the current of the electrical installation of the second reference value is exceeded, the value of the current of the electrical installation is remembered through the first time delay, the value is subtracted from this value after the second time delay Ia the current value of the electrical current, comparing the resulting difference with a first reference value formed by the third and, if the first difference is less than a third reference value, then a trip signal is supplied.

Однако возможны следующие варианты: а) вследствие уменьшения тока КЗ, которое возможно при отсутствии автоматического регулятора возбуждения (АРВ) генератора или при удаленных КЗ, ток в течение времени наблюдения переходного процесса может уменьшаться; б) вследствие работы электромеханического АРВ генератора или автоматического регулятора напряжения трансформатора (АРНТ) ток в течение времени наблюдения самозапуска может не уменьшиться или уменьшиться незначительно. В связи с вышеизложенным отличить один режим от другого за ограниченное время переходного процесса становится затруднительным, в таких случаях установка защиты загрубляется или увеличивается время действия защиты. However, the following options are possible: a) due to a decrease in the short-circuit current, which is possible in the absence of an automatic excitation controller (ARV) of the generator or with remote short-circuit, the current may decrease during the observation time of the transient; b) due to the operation of an electromechanical ARV generator or an automatic transformer voltage regulator (ARNT), the current may not decrease or decrease slightly during the self-start observation time. In connection with the foregoing, it becomes difficult to distinguish one mode from another for a limited transient time; in such cases, the installation of protection becomes rougher or the duration of the protection increases.

Задача изобретения - повышение чувствительности, селективности и уменьшение времени срабатывания защиты путем отстройки от токов самозапуска двигательной нагрузки. The objective of the invention is to increase the sensitivity, selectivity and reduce the response time of the protection by detuning from the self-starting currents of the motor load.

Поставленная задача достигается тем, что дополнительно постоянно измеряют фазу тока электроустановки, при превышении тока электроустановки второй эталонной величины через первую выдержку времени запоминают значение фазы тока электроустановки, через вторую выдержку вычитают от этого значения текущее значение фазы тока электроустановки, сравнивают полученную вторую разность с четвертой сформированной эталонной величиной, если вторая разность меньше четвертой эталонной величины и первая разность меньше третьей эталонной величины, то подают сигнал на отключение. The task is achieved in that the phase of the electrical installation current is additionally constantly measured, when the electrical installation current is exceeded by the second reference value, the value of the electrical installation current phase is stored through the first time delay, the current value of the electrical installation current phase is subtracted from this value, the obtained second difference is compared with the fourth generated reference value, if the second difference is less than the fourth reference value and the first difference is less than the third reference value, t o give a shutdown signal.

Известно, что при пуске или самозапуске асинхронных электродвигателей происходит не только уменьшение тока (от пускового до номинального), но и уменьшение фазы тока. Поэтому использование дополняющих друг друга параметров поможет надежно распознать КЗ и отличить его от самозапуска. It is known that when starting or self-starting asynchronous electric motors, there is not only a decrease in current (from starting to rated), but also a decrease in the phase of the current. Therefore, the use of complementary parameters will help to reliably recognize short-circuit and distinguish it from self-start.

Сущность изобретения поясняется диаграммами, где на фиг. 1 изображено изменение тока во время КЗ и вычислительное приращение ΔIK за время Δ t= t2-t1 (t1 - время установления сверхпереходного процесса КЗ, t2 - время, меньшее самозапуска нагрузки);
на фиг. 2 изображено изменение фазы тока во время КЗ и вычисленное приращение ΔΦK за время Δ t;
на фиг. 3 изображено изменение тока во время самозапуска и вычисленное приращение Δ за время Δ t;
на фиг. 4 изображено изменение фазы тока во время самозапуска и вычисленное приращение ΔΦK за время Δ t.
The invention is illustrated by diagrams, where in FIG. 1 shows the change in current during short-circuit and the computational increment ΔI K during the time Δ t = t 2 -t 1 (t 1 is the time of establishment of the super-transient short-circuit process, t 2 is the time less than self-starting of the load);
in FIG. 2 shows the change in the phase of the current during short-circuit and the calculated increment ΔΦ K for the time Δ t;
in FIG. 3 shows the change in current during self-start and the calculated increment Δ for the time Δ t;
in FIG. 4 shows the change in the phase of the current during self-starting and the calculated increment ΔΦ K for the time Δ t.

Способ осуществляется следующим образом: измеряют и вычисляют изменение тока и изменение его фазы после возникновения КЗ или самозапуска нагрузки. The method is as follows: measure and calculate the change in current and the change in its phase after the occurrence of a short circuit or self-starting of the load.

При возникновении КЗ увеличиваются ток до IК и его фаза до ΦK.
Если КЗ близкое, то величина тока It1 превышает первую эталонную величину I1. В этом случае отключаем выключатель электроустановки без выдержки времени.
When short-circuit occurs, the current increases to I K and its phase to Φ K.
If the short circuit is close, then the current value I t1 exceeds the first reference value I 1 . In this case, turn off the electrical switch without delay.

Если происходит дальнее КЗ (находится в зоне резервирования), то величина тока It2 не превышает первую эталонную величину I1, но превышает вторую эталонную величину I2 (вторая эталонная величина I2 несколько превышает номинальный ток электроустановки IН). В этом случае через первую выдержку времени в момент t1 запоминаем значение тока It2 электроустановки и его фазу Φt2 (выдержка времени необходима, чтобы не учитывать сверхпереходные процессы). Затем через вторую выдержку времени в момент t2 измеряют значение тока электроустановки It3 (фиг. 1) и его фазы Φt3 (фиг. 2). Следующим действием находим разность токов и их углов. Таким образом, за время Δt находим приращение тока и фазы:
ΔIК=It2-It3
ΔΦK11= Φt2 - Φt3,
где It2 и It3 - величины токов в моменты времени t2 и t1, Φt2 и Φt3 величины фаз токов в моменты времени t2 и t1. Сравниваем полученные результаты. Если это приращение Δ IК меньше третьей эталонной величины и приращение ΔΦK меньше четвертой эталонной величины (фиг. 1 и фиг. 2), то отключаем выключатель.
If distant short-circuit occurs (located in the reservation zone), then the current value I t2 does not exceed the first reference value I 1 , but exceeds the second reference value I 2 (the second reference value I 2 somewhat exceeds the rated current of the electrical installation I N ). In this case, through the first time delay at time t 1, we memorize the value of the current I t2 of the electrical installation and its phase Φ t2 (time delay is necessary so as not to take into account ultra-transient processes). Then, through the second time delay at time t 2, the value of the current of the electrical installation I t3 (Fig. 1) and its phase Φ t3 (Fig. 2) are measured. The next step is to find the difference between currents and their angles. Thus, for the time Δt we find the increment of the current and phase:
ΔI K = I t2 -I t3
ΔΦ K11 = Φ t2 - Φ t3,
where I t2 and I t3 are the magnitudes of the currents at times t 2 and t 1 , Φ t2 and Φ t3 are the phases of the currents at times t 2 and t 1 . Compare the results. If this increment Δ I K is less than the third reference value and the increment ΔΦ K is less than the fourth reference value (Fig. 1 and Fig. 2), then turn off the switch.

В режиме пуска или самозапуска (фиг. 3 и фиг. 4) мы делаем те же самые операции. В такие же моменты времени измеряем и запоминаем It2, It3 и Φt2,Φt3 . Находим приращения тока Δ I3 и его фазы ΔΦ3:
ΔI3 = It2-It3
ΔΦ3 = Φt2t3
Полученные величины больше, соответственно, третьей и четвертой эталонных величин, поэтому мы не отключаем выключатель.
In the start-up or self-start mode (Fig. 3 and Fig. 4) we do the same operations. At the same time, we measure and remember I t2 , I t3 and Φ t2, Φ t3 . Find the increment of the current Δ I 3 and its phase ΔΦ 3 :
ΔI 3 = I t2 -I t3
ΔΦ 3 = Φ t2t3
The obtained values are greater, respectively, of the third and fourth reference values, so we do not turn off the switch.

Таким образом, чувствительность и селективность защиты по предлагаемому способу повышается за счет возможности отстраиваться от токов пуска и самозапуска. А использование информации изменения фазы тока позволяет уменьшить время действия защиты, так как отличие режимов пуска или самозапуска от КЗ происходит раньше. Thus, the sensitivity and selectivity of the protection according to the proposed method is increased due to the ability to rebuild from the starting currents and self-starting. And the use of information on changing the phase of the current reduces the duration of the protection, since the difference between the start or self-start modes from the short circuit occurs earlier.

Источники информации
1. Теоретические основы построения логической части релейной защиты и автоматики энергосистем /Поляков В.Е., Жуков С.Ф., Проскурин Г.М. и др. Под ред. В.Е. Полякова. - М.: Энергия, 1979. - с. 240.
Sources of information
1. The theoretical basis for the construction of the logical part of relay protection and automation of power systems / Polyakov V.E., Zhukov SF, Proskurin G.M. et al. Ed. V.E. Polyakova. - M.: Energy, 1979. - p. 240.

2. Патент СССР N 1808160, H 02 H 3/08, Устройство токовой защиты электроустановки от коротких замыканий //М. Я. Клецель, А.Г. Кошель, А.Н. Метельский, К.И. Никитин и В.В. Челпаченко. Опубл. Бюл. N 13, 07.04.1993. 2. USSR patent N 1808160, H 02 H 3/08, Device for current protection of electrical installations from short circuits // M. J. Kletsel, A.G. Koshel, A.N. Metelsky, K.I. Nikitin and V.V. Chelpachenko. Publ. Bull. N 13, 04/07/1993.

Claims (1)

Способ токовой защиты электроустановки от коротких замыканий, заключающийся в том, что постоянно измеряют ток электроустановки, сравнивают его с первой и второй эталонными величинами, при превышении тока электроустановки первой эталонной величины подают сигнал на отклонение без выдержки времени, при превышении тока электроустановки второй эталонной величины через первую выдержку времени запоминают значение тока электроустановки, через вторую выдержку времени вычитают от этого значения текущее значение тока электроустановки, сравнивают полученную первую разность с третьей сформированной эталонной величиной, отличающийся тем, что дополнительно постоянно измеряют фазу тока электроустановки, при превышении тока электроустановки второй эталонной величины через первую выдержку времени запоминают значение фазы тока электроустановки, через вторую выдержку вычитают от этого значения текущее значение фазы тока электроустановки, сравнивают полученную вторую разность с четвертой сформированной эталонной величиной, если вторая разность меньше четвертой эталонной величины и первая разность меньше третьей эталонной величины, то подают сигнал на отключение. The method of current protection of an electrical installation against short circuits, which consists in constantly measuring the current of the electrical installation, comparing it with the first and second reference values, when the current of the electrical installation of the first reference value is exceeded, a signal is sent to the deviation without delay, if the current of the electrical installation of the second reference value is exceeded through the first time delay remember the value of the current of the electrical installation, after the second time delay the current value of the current of the electrical installation is subtracted from this value, comp the obtained first difference is obtained with the third reference value generated, characterized in that the phase of the current of the electrical installation is additionally constantly measured, when the electrical current of the second reference value is exceeded, the value of the phase of the electrical current is stored through the first time delay, the current value of the current phase of the electrical current is subtracted from this value compare the obtained second difference with the fourth generated reference value, if the second difference is less than the fourth reference led If the first difference is less than the third reference value, then a trip signal is given.
RU99125091A 1999-11-29 1999-11-29 Method for short-circuit current protection of electrical installation RU2168824C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99125091A RU2168824C1 (en) 1999-11-29 1999-11-29 Method for short-circuit current protection of electrical installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99125091A RU2168824C1 (en) 1999-11-29 1999-11-29 Method for short-circuit current protection of electrical installation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2168824C1 true RU2168824C1 (en) 2001-06-10

Family

ID=20227489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99125091A RU2168824C1 (en) 1999-11-29 1999-11-29 Method for short-circuit current protection of electrical installation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2168824C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244994C1 (en) * 2003-07-07 2005-01-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Method for detecting power direction of current protective gear
RU2351048C1 (en) * 2008-01-09 2009-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) Method of functional diagnostics for induction motors
RU2355090C1 (en) * 2007-09-17 2009-05-10 Закрытое Акционерное Общество "Электрические Низковольтные Аппараты И Системы" Method of high-speed overcurrent protection of electrical circuits (versions)
RU2374733C1 (en) * 2008-11-27 2009-11-27 Владимир Григорьевич Наровлянский Method for determining short circuit in electric power system
RU2852334C1 (en) * 2025-06-11 2025-12-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method for ensuring breaking capacity of power circuit-breakers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2050660C1 (en) * 1992-11-24 1995-12-20 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова Method for detecting defective phases in power transmission line or feeder
WO1996013888A1 (en) * 1994-10-27 1996-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Process for detecting a ground fault in an electric energy transmission line
RU2097776C1 (en) * 1994-08-02 1997-11-27 Акционерное общество открытого типа "Читаэнерго" Device for phase comparison
RU2119706C1 (en) * 1997-07-17 1998-09-27 Владимир Александрович Деведжиев Method for protecting high-voltage lines

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2050660C1 (en) * 1992-11-24 1995-12-20 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова Method for detecting defective phases in power transmission line or feeder
RU2097776C1 (en) * 1994-08-02 1997-11-27 Акционерное общество открытого типа "Читаэнерго" Device for phase comparison
WO1996013888A1 (en) * 1994-10-27 1996-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Process for detecting a ground fault in an electric energy transmission line
RU2119706C1 (en) * 1997-07-17 1998-09-27 Владимир Александрович Деведжиев Method for protecting high-voltage lines

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244994C1 (en) * 2003-07-07 2005-01-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Method for detecting power direction of current protective gear
RU2355090C1 (en) * 2007-09-17 2009-05-10 Закрытое Акционерное Общество "Электрические Низковольтные Аппараты И Системы" Method of high-speed overcurrent protection of electrical circuits (versions)
RU2351048C1 (en) * 2008-01-09 2009-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) Method of functional diagnostics for induction motors
RU2374733C1 (en) * 2008-11-27 2009-11-27 Владимир Григорьевич Наровлянский Method for determining short circuit in electric power system
RU2852334C1 (en) * 2025-06-11 2025-12-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method for ensuring breaking capacity of power circuit-breakers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12009765B2 (en) Method and apparatus for protecting an electrical load
EP0303171B1 (en) A variable speed generator-motor apparatus
US4710841A (en) System for production of induction machines against damage from residual voltage effects
RU2168824C1 (en) Method for short-circuit current protection of electrical installation
RU2311699C2 (en) Method and device for protecting power distribution networks against arcing short circuits
WO2008027874A2 (en) Current limiting dc motor starter circuit
RU2027273C1 (en) Device for protecting the three-phase plant from abnormal modes
JPH09121448A (en) Structure that limits short-ciurcuit current in three-phase alternating-current network
KR101037767B1 (en) Image forming prediction device using change of contact resistance of breaker contact point in live state
RU2686081C1 (en) Device for adaptive current cutoff of electric motors
SU1365227A1 (en) Method of protecting synchronous generator with controlled exciter from stator overcurrent
KR100492758B1 (en) Control circuit for stop of hybrid motor starter
RU2162269C2 (en) Backup protective device for line with transformers on taps
RU2258291C1 (en) Multichannel device for protecting three-phase power installations against abnormal operation
RU2309298C2 (en) Device for protecting electric motor of submersible pump against overloading
RU2582593C1 (en) System for protection of magnetoelectric generator from short circuit and method of controlling system
SU1053208A1 (en) Device for protecting three-phase synchronous motor from external and internal short circuits and abnormal modes of operation
RU2759512C1 (en) Device for directed adaptive current cutoff of electric motors
RU2119706C1 (en) Method for protecting high-voltage lines
SU1527684A1 (en) Device for protection of three-phase electric motor from overload and asymmetry of phase currents
SU1394319A1 (en) Device for protecting asynchronous electric motor against abnormal conditions
SU1309149A1 (en) Device for current protection of three-phase electrical installation against short-circuit
RU2111596C1 (en) Electric motor protective device
SU1116488A1 (en) Device for providing current protection of three-phase electric installation against interphase short circuit
SU1365221A1 (en) Arrangement for protecting against inter-phase shorts in a three-phase power line

Legal Events

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

Effective date: 20061130