RU2311699C2 - Method and device for protecting power distribution networks against arcing short circuits - Google Patents
Method and device for protecting power distribution networks against arcing short circuitsInfo
- Publication number
- RU2311699C2 RU2311699C2 RU2005105855/09A RU2005105855A RU2311699C2 RU 2311699 C2 RU2311699 C2 RU 2311699C2 RU 2005105855/09 A RU2005105855/09 A RU 2005105855/09A RU 2005105855 A RU2005105855 A RU 2005105855A RU 2311699 C2 RU2311699 C2 RU 2311699C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- relay
- input
- current
- voltage
- output
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000004224 protection Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 18
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 7
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области релейной защиты и может быть использовано в низковольтных, например, судовых электрораспределительных сетях переменного тока с изолированной нейтралью и двухпроводных сетях постоянного тока.The invention relates to the field of relay protection and can be used in low-voltage, for example, ship electrical distribution networks of alternating current with insulated neutral and two-wire DC networks.
Известны способы построения защиты судовых сетей от короткого замыкания [1, 2], основанные на использовании реле тока, напряжения, сопротивления, контроля изоляции, а также быстродействующих дифференциально-токовых и токовых направленных защит с блокировкой.Known methods of constructing protection of ship networks from short circuits [1, 2], based on the use of current, voltage, resistance, insulation control relays, as well as high-speed differential-current and directional current protection with blocking.
Особенностями судовых электроэнергетических систем являются:Features of ship electric power systems are:
- соизмеримость мощности отдельных потребителей с мощностью генераторов электростанций:- the commensurability of the power of individual consumers with the power of generators of power plants:
- двигательный характер нагрузки (до 80% мощности электростанции);- motor nature of the load (up to 80% of the power of the power plant);
- наличие, как правило, двух независимо работающих электростанций и предусмотренное переключение групп ответственных потребителей с одной электростанции на другую в аварийных режимах;- the presence, as a rule, of two independently operating power plants and the envisaged switching of groups of responsible consumers from one power plant to another in emergency conditions;
- широкий (в 2-3 раза) диапазон изменения мощности электростанций в зависимости от режима работы судна (ход, стоянка и т.п.) и энергосистемы (вывод генераторов и/или распредщитов в плановый или аварийный ремонт);- a wide (2-3 times) range of changes in the power of power plants depending on the mode of operation of the vessel (course, mooring, etc.) and the power system (output of generators and / or switchboards for scheduled or emergency repairs);
- весьма значительные (десятки и сотни кА) токи «металлических» коротких замыканий и, следовательно, механические усилия, любое короткое замыкание, независимо от причины, его вызвавшей, переводят за единицы мСек в короткое замыкание через электрическую дугу, с ограничением в 2-3 раза расчетных значений токов коротких замыканий.- very significant (tens and hundreds of kA) currents of “metal” short circuits and, consequently, mechanical forces, any short circuit, regardless of the reason that caused it, is transferred per unit mSec to a short circuit through an electric arc, with a limitation of 2-3 times the rated values of short circuit currents.
Перечисленные особенности приводят к тому, что токи короткого замыкания могут меняться в широком диапазоне, в то время как кратность токов пуска, самозапуска, переключения двигательной нагрузки по отношению к номинальному току остается неизменной.The listed features lead to the fact that short-circuit currents can vary over a wide range, while the multiplicity of starting currents, self-starting, switching of the motor load with respect to the rated current remains unchanged.
Зоны токов короткого замыкания и нормальных переходных режимов перекрываются и чувствительности современных максимально-токовых защит недостаточно для обнаружения дуговых коротких замыканий с минимальными токами короткого замыкания.The zones of short-circuit currents and normal transient modes overlap and the sensitivity of modern overcurrent protection is not enough to detect arc short circuits with minimal short-circuit currents.
Применение известных дистанционных защит не дает повышения чувствительности по сравнению с максимально-токовыми защитами, т.к. остаточное напряжение на дуге короткого замыкания может превышать (0,7÷0,8)Uн, а при пусках и переключениях мощной двигательной нагрузки допускаются в судовых сетях провалы напряжения до 0,75Uн. Ток в контуре короткого замыкания определяется не сопротивлением линии (кабеля) до точки короткого замыкания, а только сопротивлением дуги в точке короткого замыкания.The use of well-known distance protections does not increase sensitivity compared to overcurrent protection, as the residual voltage on the short-circuit arc can exceed (0.7 ÷ 0.8) U n , and when starting and switching a powerful motor load, voltage drops up to 0.75U n are allowed in ship networks. The current in the short circuit is not determined by the resistance of the line (cable) to the point of short circuit, but only by the resistance of the arc at the point of short circuit.
Применение локальных дифференциально-токовых и направленных токовых защит с блокировкой для защиты вторичных и групповых распределительных щитов и кабельных трасс невозможно, т.к. датчики тока на питаемых присоединениях в указанных щитах не могут быть установлены из-за малых габаритов щитов. Кроме того, обязательным условием большинства энергосистем, в том числе и судовых, является необходимость применения кроме основных, быстродействующих, локальных защит, также резервных защит с относительной селективностью, как правило, максимально-токовых. Указанные резервные токовые защиты нуждаются в повышении чувствительности для обеспечения эффективного ближнего и дальнего резервирования при дуговых коротких замыканиях.The use of local differential-current and directional overcurrent protection with blocking to protect secondary and group switchboards and cable routes is impossible, because current sensors on the powered connections in these panels cannot be installed due to the small size of the panels. In addition, a prerequisite for most power systems, including ship systems, is the need to use, in addition to basic, high-speed, local protection, as well as backup protection with relative selectivity, as a rule, overcurrent. The specified redundant overcurrent protection needs to be increased in sensitivity to ensure effective short and long range redundancy in arcing faults.
Недостатки - низкая чувствительность токовых защит.Disadvantages - low sensitivity of current protection.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является выбранное в качестве прототипа устройство управления автоматическим воздушным выключателем электрораспределительной сети с односторонним питанием [3]. В указанном устройстве реализуется способ защиты сети от коротких замыканий за счет использования реле максимального тока или реле понижения напряжения и реле контроля изоляции, работающего на сигнал или даже на отключение автомата, в то время как реле понижения напряжения и реле контроля изоляции используются при совпадении сигналов на их выходах для включения автомата, а при несовпадении - блокировки его включения, в т.ч. в цикле АПВ.The closest in technical essence to the claimed solution is selected as a prototype control device for automatic air circuit breaker electrical distribution network with one-way power [3]. The specified device implements a method of protecting the network from short circuits through the use of a maximum current relay or undervoltage relay and an insulation control relay that works on a signal or even to turn off the circuit breaker, while the undervoltage relay and insulation control relay are used when the signals on their outputs for turning on the machine, and if they do not match, blocking its inclusion, including in the reclosure cycle.
Недостаток прототипа - низкая чувствительность максимально-токовых защит к дуговым коротким замыканиям. Уставки срабатывания реле максимального тока или реле понижения напряжения должны быть отстроены от провалов напряжения или бросков тока, допускаемых для данной сети при пусках, самозапусках и переключениях мощной нагрузки. Таким образом, повышение чувствительности к дуговым коротким замыканиям в прототипе не обеспечивается.The disadvantage of the prototype is the low sensitivity of the overcurrent protection to arc short circuits. The settings for the operation of the overcurrent relay or undervoltage relay must be set off from voltage dips or inrush currents allowed for this network during starts, self-starts and switching of a powerful load. Thus, increasing the sensitivity to arc short circuits in the prototype is not provided.
Технический результат - повышение чувствительности к дуговым коротким замыканиям.The technical result is an increase in sensitivity to arc short circuits.
Технический результат достигается тем, что в способе защиты электрораспределительных сетей от дуговых коротких замыканий, заключающемся в измерении тока, сопротивления изоляции, сравнении измеренных величин с уставками реле, отстроенными от нормальных переходных режимов защищаемого объекта, логической обработке сигналов и отключении исполнительного органа, уставки по току (напряжению) срабатывания реле отстраивают от длительно допустимых режимов при условии, что срабатывание реле контроля изоляции и реле тока (напряжения) происходит одновременно или последовательно, но в течение селективной выдержки времени защиты. В устройство защиты электрораспределительных сетей от дуговых коротких замыканий, содержащее основное реле максимального тока, реле контроля изоляции, логические элементы И, ИЛИ и исполнительный орган, дополнительно введены реле максимального тока, логический элемент ИЛИ, одновибраторы, причем на вход исполнительного органа подключен выход блока селективной выдержки времени, вход которого подключен к выходу первого логического элемента ИЛИ, ко входу которого подключены выходы основного реле максимального тока и второго одновибратора, вход которого подключен к логическому элементу И, подключенного входами к выходам дополнительно введенного реле максимального тока, реле контроля изоляции и первого одновибратора, подключенного входом к выходу второго логического элемента ИЛИ, подключенного входами к выходам реле контроля изоляции и дополнительно введенного реле максимального тока, и в устройстве защиты электрораспределительных сетей от дуговых коротких замыканий, содержащем реле понижения напряжения, реле контроля изоляции, логические элементы И, ИЛИ и исполнительный орган, дополнительно введено реле понижения напряжения, логический элемент ИЛИ, одновибраторы, причем на вход исполнительного органа подключен выход блока селективной выдержки времени, вход которого подключен к выходу первого логического элемента ИЛИ, ко входу которого подключены выходы реле понижения напряжения и второго одновибратора, вход которого подключен к логическому элементу И, подключенного входами к выходам дополнительно введенного реле понижения напряжения, реле контроля изоляции и первого одновибратора, подключенного входом к выходу второго логического элемента ИЛИ, подключенного входами к выходам реле контроля изоляции РКИ и дополнительно введенного реле понижения напряжения.The technical result is achieved by the fact that in the method of protecting electrical distribution networks from arc short circuits, which consists in measuring current, insulation resistance, comparing the measured values with the relay settings, detuned from normal transient conditions of the protected object, logical signal processing and disconnecting the executive body, current settings (voltage) tripping of the relay is detuned from the long-permissible modes, provided that the tripping of the insulation monitoring relay and the current (voltage) relay occurs t simultaneously or sequentially, but during the selective exposure of the protection time. The device for protecting electric distribution networks from arc short circuits, containing the main overcurrent relay, isolation monitoring relay, AND, OR, and executive elements, additionally introduces overcurrent relays, OR logic, single-vibrators, and the output of the selective block is connected to the input of the executive body time delay, the input of which is connected to the output of the first logical element OR, to the input of which the outputs of the main relay of the maximum current and the second one-shot are connected a, the input of which is connected to the AND gate connected to the outputs of the additionally introduced overcurrent relay, the isolation control relay and the first one-shot connected to the output of the second logic gate OR, connected by the inputs to the outputs of the insulation control relay and the optional overcurrent relay, and in the device for protecting electric distribution networks from arc short circuits, containing a voltage reduction relay, insulation monitoring relay, AND, OR logic elements, and execute ln body, an additional undervoltage relay, an OR logic element, single vibrators are introduced, and the output of the selective time delay unit is connected to the input of the executive body, the input of which is connected to the output of the first logical OR element, the input of which is connected to the outputs of the undervoltage relay and the second one-shot which is connected to the AND logic element, connected by the inputs to the outputs of the additionally introduced undervoltage relay, insulation control relay and the first one-shot, connected the input to the output of the second logical element OR, connected by the inputs to the outputs of the relay for monitoring the insulation of RCTs and an additionally introduced undervoltage relay.
Сущность изобретения заключается в следующем. Анализ процесса возникновения дугового короткого замыкания показывает, что причинами его могут быть:The invention consists in the following. An analysis of the process of occurrence of an arc short circuit shows that its causes may be:
1. пробой изоляции по поверхности в распредщитах, на клеммных зажимах электрических машин, выключателей, пускателей вследствие загрязнения, увлажнения и лавинообразного разогрева проводящих «мостиков» по поверхности междуфазной изоляции либо между жилами силового многожильного кабеля;1. breakdown of insulation on the surface in switchboards, on terminal clamps of electric machines, switches, starters due to contamination, humidification and avalanche-like heating of conductive "bridges" on the surface of interphase insulation or between the conductors of a power multicore cable;
2. замыкание открытых токоведущих частей металлическим предметом либо перетирание изоляции кабелей об острые кромки корпусных или крепежных конструкций.2. shorting of open current-carrying parts with a metal object or rubbing of cable insulation against sharp edges of housing or fastening structures.
Дальнейшее развитие дугового короткого замыкания во времени происходит одинаково, независимо от причины, его вызвавшей: потоки высокотемпературной плазмы и паров металлов из точки короткого замыкания, расширяясь, заполняют все пространство закрытых распредщитов, приводя к замыканию фаз «на корпус» - заземленные оболочки распредщитов, корпуса электрических машин, «бронированную» оплетку кабелей либо корпусные и крепежные металлоконструкции.Further development of the arc short circuit in time occurs the same way, regardless of the reason that caused it: the flows of high-temperature plasma and metal vapors from the short circuit point, expanding, fill the entire space of the closed switchboards, leading to phase closure "to the case" - grounded shells of switchboards, cases electrical machines, “armored” cable sheathing, or hull and mounting metal structures.
Таким образом, срабатывание реле максимального тока (или реле понижения напряжения) и срабатывание реле контроля изоляции на корпус одновременно с ним или позже на 3-10 мсек являются надежным признаком распознавания дугового короткого замыкания в судовых сетях переменного тока с изолированной нейтралью или двухполюсных сетях постоянного тока. Понятие одновременно относится к возможному случаю механического перерубания силового кабеля при разрыве рядом проложенных паро- или маслопроводов высокого давления. Тогда вначале повреждается заземленная оболочка кабеля, затем одна из фаз, а затем возникает междуфазное замыкание и дуга короткого замыкания из-за электродинамических усилий в контуре короткого замыкания. В этом случае реле контроля изоляции может сработать раньше, но на доли мсек. С учетом реального быстродействия реле можно эту разницу во времени отнести к технически одновременному срабатыванию.Thus, the operation of the overcurrent relay (or undervoltage relay) and the operation of the insulation monitoring relay on the hull at the same time or 3-10 ms later are a reliable sign of recognition of an arc short circuit in ship AC networks with isolated neutral or bipolar DC networks . The concept simultaneously refers to a possible case of mechanical chopping of a power cable when a pair of high pressure steam or oil pipelines breaks nearby. Then, at first, the grounded cable sheath is damaged, then one of the phases, and then an interfacial circuit and a short circuit arc occur due to electrodynamic forces in the short circuit. In this case, the insulation monitoring relay may trip earlier, but for a fraction of a ms. Given the real speed of the relay, this time difference can be attributed to technically simultaneous operation.
Очевидно, что уставка реле напряжения может быть отстроена только от длительно допустимых отклонений в сети - 0,9 Uн, а реле тока - 1,1Iн, учитывая длительно допустимую перегрузку защищаемого кабеля.It is obvious that the setting of the voltage relay can only be tuned out from long-term permissible deviations in the network - 0.9 U n , and the current relay - 1.1I n , given the long-term permissible overload of the protected cable.
Длительно допустимая работа сетей с изолированной нейтралью с одной фазой, замкнутой на корпус, не приведет к ложной работе защиты, т.к. канал «учувствления» работает только при срабатывании реле тока (напряжения) и реле контроля изоляции с разницей во времени 0-10 мсек, в противном случае он заблокирован до момента «отпускания» обоих реле, т.e. когда персонал отыщет и ликвидирует длительно существовавшее однофазное замыкание «на корпус».Long-term permissible operation of networks with isolated neutral with one phase, closed to the housing, will not lead to a false operation of the protection, as The “sensibility” channel only works when the current (voltage) relay and the insulation monitoring relay are activated with a time difference of 0-10 ms, otherwise it is blocked until both relays are “released”, that is, when the personnel will find and eliminate the long-existing single-phase circuit "to the housing."
Описанный способ повышения чувствительности резервных защит надежен, т.к. любые нормальные переходные режимы в сети не сопровождаются одновременным набросом тока (провалом напряжения) и замыканием на корпус. Пуск двигателя, имеющего замыкание обмотки на корпус, недопустим сам по себе, т.к. может привести к междуфазному короткому смыканию через корпус, если в сети уже есть замыкание на корпус другой фазы. Возможная «ложная» работа описанного канала «учувствления» резервной защиты будет полезной в этом случае, т.к селективно ближайшим выключателем, отключит двигатель с замкнутой «на корпус» обмоткой, то есть уже заведомо поврежденный элемент энергосистемы. Предотвратить же подключение к сети неисправного двигателя или другой нагрузки можно, осуществляя контроль фазной изоляции перед включением пускателя или выключателя, в т.ч. и в цикле АПВ, как это предложено в прототипе [3]. Многие современные низковольтные выключатели имеют встроенную защиту от замыканий на корпус.The described method for increasing the sensitivity of backup protection is reliable, because any normal transient conditions in the network are not accompanied by a simultaneous surge of current (voltage dip) and short circuit to the housing. Starting an engine having a winding shorted to the housing is unacceptable on its own, because can lead to interphase short circuit through the housing if the network already has a short circuit to the housing of another phase. A possible “false” operation of the described channel for “taking into account” the backup protection will be useful in this case, because selectively with the closest switch, it will turn off the motor with a winding closed “to the housing”, that is, a deliberately damaged power system element. The connection to the network of a faulty motor or other load can be prevented by monitoring the phase isolation before turning on the starter or switch, incl. and in the AR cycle, as proposed in the prototype [3]. Many modern low-voltage circuit breakers have built-in protection against short circuits on the chassis.
Наконец, учитывая высокую проводимость плазмы и паров металлов в зоне горения дуги короткого замыкания, уставка реле контроля изоляции может быть достаточно низкой - единицы и десятки Ом, что позволит реализовать «учувствление» защиты к междуфазным коротким замыканиям, т.к. существенным является факт одновременного срабатывания реле тока (напряжения) и реле контроля изоляции, и пустить двигатель с пониженным до единиц и десятков кОм сопротивлением изоляции одной из фаз «на корпус», если это необходимо по условиям работы объекта (например, пожарные или осушительные насосы).Finally, given the high conductivity of plasma and metal vapors in the zone of burning of the short circuit arc, the setting of the insulation monitoring relay can be quite low - units and tens of ohms, which will allow for the "sensitivity" of the protection to interphase short circuits, as the fact of simultaneous operation of the current (voltage) relay and the insulation monitoring relay is significant and the engine must be started with a insulation resistance of one of the phases “to the housing” reduced to units or tens of kilohms, if necessary under the conditions of the facility (for example, fire or dehumidification pumps) .
Устройство, реализующее предложенный способ, содержит реле максимального тока или реле понижения напряжения, отстроенные от бросков тока или провалов напряжения, допустимых в защищаемой сети при пусках и переключениях мощной нагрузки, а также реле контроля изоляции на корпус и исполнительный орган, отличается тем, что в него введены дополнительно реле максимального тока или реле понижения напряжения с уставками, отстроенными соответственно от длительно допустимых отклонений тока и напряжения, например, ≥1,1Iн и ≤0,95Uн, одновибратор с длительностью формируемого импульса 10 мсек и одновибратор с длительностью импульса, равной селективной выдержке времени, два логических элемента ИЛИ и один логический элемент И так, что на исполнительный орган подается, спустя селективную выдержку времени τc, сигнал с выхода первого логического элемента ИЛИ, на вход которого подаются сигналы с выхода основного реле максимального тока (или понижения напряжения) и выхода второго одновибратора логического элемента И, на входы которого подаются сигналы с выводов дополнительных реле максимального тока (или понижения напряжения), реле контроля изоляции и одновибратора, на вход которого подается сигнал с выхода второго логического элемента ИЛИ, на входы которого подаются сигналы с выходов дополнительных реле максимального тока (или понижения напряжения) и реле контроля изоляции.A device that implements the proposed method contains a maximum current relay or undervoltage relay, detuned from current surges or voltage dips allowed in the protected network during starts and switching of a high load, as well as an insulation control relay to the housing and actuator, characterized in that it additionally introduced overcurrent relay or undervoltage relay setpoints detuned from respectively long allowable current and voltage deviations, for example, ≥1,1I ≤0,95U n and n, a monostable multivibrator d itelnostyu of the pulse of 10 ms and a monostable multivibrator having a pulse duration equal to selective exposure time, two logical OR gates and one AND gate, so that the actuating body is fed, after selective exposure τ c time, the signal output from the first OR gate, to the input which receives signals from the output of the main overcurrent relay (or undervoltage) and the output of the second one-shot logic element AND, to the inputs of which signals from the outputs of the additional maxim relay ln current (or undervoltage), insulation control relay and one-shot, to the input of which a signal is output from the output of the second logical element OR, to the inputs of which signals from the outputs of additional overcurrent relays (or undervoltage) and insulation control relay are applied.
Устройства защиты приведены на фиг.1, 2, причем устройство по фиг. 1 используется в защитах, блоки питания которых подключены к измерительным трансформаторам тока, а устройство по фиг.2 - когда для питания защиты используются цепи напряжения защищаемого участка сети и в защитах для сетей постоянного тока.The protection devices are shown in FIGS. 1, 2, wherein the device in FIG. 1 is used in protections, the power supply units of which are connected to measuring current transformers, and the device of FIG. 2 - when voltage circuits of the protected section of the network are used to protect power and in protections for direct current networks.
Устройства защиты работают следующим образом:Protection devices operate as follows:
на фиг.1 фазный Iф ток поступает в устройство защиты, вызывает срабатывание основного реле максимального тока ОРМТ 1, если величина тока превысила уставку ОРМ 1, отстроенную от токов пуска, самозапуска для защищаемого фидера, через первый логический элемент ИЛИ 2 сигнал ОРМТ 1 поступает на блок селективной выдержки времени резервной защиты 3 и спустя τс на вход исполнительного органа ИО 4, вызывая его срабатывание. Если произошло срабатывание дополнительного реле максимального тока ДРМТ 5 или реле контроля изоляции РКИ 8, сигнал с их выхода через второй логический элемент ИЛИ 6 запускают одновибратор OB 10 с длительностью импульса, равной 3-10 мсек времени распознавания дугового короткого замыкания - τ1. Если за время τ1 приходит сигнал с выхода РКИ 8 или ДРМТ 5, то на входе логического элемента И 9 имеют место одновременно три сигнала: от ДРМТ 5, от РКИ 8 и с выхода одновибратора ОВ 10. Сигнал с выхода логического элемента И 9 запускает второй одновибратор ОВ 7, выдержка которого τ2 больше наибольшей возможной селективной выдержки τс, что спустя τс вызывает срабатывание исполнительного органа ИО 4;in Fig. 1, a phase I ph current enters the protection device, triggers the main overcurrent relay OPMT 1, if the current value exceeds the setpoint OPM 1, which is detuned from the start currents, self-starting for the protected feeder, through the first logical element OR 2 the signal OPMT 1 is received on the block selective delay
на фиг.2 линейное напряжение Uн поступает в устройство защиты, вызывает срабатывание основного реле понижения напряжения ОРПН 11, если величина напряжения стала ниже уставки ОРПН 11, отстроенной от напряжения пуска, самозапуска для защищаемого фидера, через первый логический элемент ИЛИ 2 сигнал ОРПН 11 поступает на блок селективной выдержки времени резервной защиты 3 и спустя τс на вход исполнительного органа ИО 4, вызывая его срабатывание. Если произошло срабатывание дополнительного реле понижения напряжения ДРПН 12 или реле контроля изоляции РКИ 8, сигнал с их выхода через второй логический элемент ИЛИ 6 запускают одновибратор ОВ 10 с длительностью импульса, равной 3-10 мсек времени распознавания дугового короткого замыкания - τ1. Если за время τ1 приходит сигнал с выхода РКИ 8 или ДРПН 12, то на входе логического элемента И 9 имеют место одновременно при сигнала: от ДРПН 12, от РКИ 8 и с выхода одновибратора ОВ 10. Сигнал с выхода логического элемента И 9 запускает второй одновибратор ОВ 7, выдержка которого τ2 больше наибольшей возможной селективной выдержки τс, что спустя τс вызывает срабатывание исполнительного органа ИО 4.figure 2, the linear voltage U n enters the protection device, triggers the main undervoltage relay ORPN 11, if the voltage value is lower than the
На основании вышеизложенного предлагаемый способ и устройства его реализации одинаково эффективны и в сетях переменного тока с изолированной нейтралью, и в двухпроводных сетях постоянного тока. Меняется лишь аппаратная реализация датчиков тока, напряжения, блоков питания и реле контроля изоляции. Принципы работы устройств защиты аналогичны.Based on the foregoing, the proposed method and device for its implementation are equally effective in alternating current networks with isolated neutral, and in two-wire direct current networks. Only the hardware implementation of current, voltage, power supply and insulation monitoring relays is changing. The principles of operation of protection devices are similar.
В комплектах защиты, имеющих канал защиты от перегрузки, состоящий из реле максимального тока с уставкой 1,1Iн, блока выдержки времени с обратнозависимой время-токовой характеристикой, дополнительное реле максимального тока с уставкой 1,1Iн (фиг.1) может не вводиться в схему защиты от короткого замыкания, а использоваться выходной сигнал такого реле канала перегрузки. Это упрощает схему защиты. В соответствии с вышеизложенным использование некоторого дополнительного параметра, фактора, присутствующего при коротком замыкании и отсутствующего при нормальных и переходных режимах в энергосистеме, позволяет получить более чувствительную защиту от коротких замыканий.In protection kits having an overload protection channel, consisting of a maximum current relay with a setpoint of 1.1I n , a time delay unit with an inverse time-current characteristic, an additional maximum current relay with a setpoint of 1.1I n (Fig. 1) may not be entered into a short circuit protection circuit, and use the output signal of such an overload channel relay. This simplifies the protection scheme. In accordance with the foregoing, the use of some additional parameter, a factor present during a short circuit and absent under normal and transient conditions in the power system, allows for more sensitive protection against short circuits.
Источники информацииInformation sources
1. Яковлев Г.С.Судовые электроэнергетические системы. Учебник. Изд. 4-е, перераб. - Л.: Судостроение, 1980 г. - 288 стр.1. Yakovlev G.S. Shipboard electric power systems. Textbook. Ed. 4th, rev. - L .: Shipbuilding, 1980 - 288 p.
2. Электрическая защита судового электрооборудования / Е.А.Калязин. Ю.В.Рокотян, В.Д.Филимонов, Л.Л.Игнатьев. - Л.: Судостроение, 1983 г. - 240 стр.2. Electrical protection of marine electrical equipment / EA Kalyazin. Yu.V. Rokotyan, V.D. Filimonov, L.L. Ignatiev. - L .: Shipbuilding, 1983 - 240 p.
3. Авторское свидетельство СССР №288105, МПК Н01H 83/00. Опубл. В БИ №36, 1970.3. USSR copyright certificate No. 288105, IPC H01H 83/00. Publ. In BI No. 36, 1970.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005105855/09A RU2311699C2 (en) | 2005-03-02 | 2005-03-02 | Method and device for protecting power distribution networks against arcing short circuits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005105855/09A RU2311699C2 (en) | 2005-03-02 | 2005-03-02 | Method and device for protecting power distribution networks against arcing short circuits |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005105855A RU2005105855A (en) | 2006-08-10 |
| RU2311699C2 true RU2311699C2 (en) | 2007-11-27 |
Family
ID=37059329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005105855/09A RU2311699C2 (en) | 2005-03-02 | 2005-03-02 | Method and device for protecting power distribution networks against arcing short circuits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2311699C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560081C2 (en) * | 2013-12-26 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | SCHEME FOR RECOURSE-SAVING RELAY PROTECTION OF CABLE LINES 6(10)kV AND AREA-BASED AUTOMATIC RECLOSING IN DISTRIBUTING NETWORK |
| RU2610899C1 (en) * | 2016-01-13 | 2017-02-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Method for determining installation site for devices for sectionalization of 380 v overhead line |
| RU2633518C2 (en) * | 2013-06-21 | 2017-10-13 | ШНЕЙДЕР ЭЛЕКТРИК ЮЭсЭй, ИНК. | Method for detecting arc short circuits with application of switched elements in socket |
| RU2644564C2 (en) * | 2013-07-01 | 2018-02-13 | ШНЕЙДЕР ЭЛЕКТРИК ЮЭсЭй, ИНК. | Method for protecting socket device from parallel arc fault upstream |
| RU2654046C2 (en) * | 2013-09-30 | 2018-05-16 | ШНЕЙДЕР ЭЛЕКТРИК ЮЭсЭй, ИНК. | Distributed arc fault protection between outlet and circuit breaker |
| RU2657006C2 (en) * | 2012-11-06 | 2018-06-08 | Сименс Акциенгезелльшафт | Arc short circuit path for mitigation of the arc short circuit in the casing of the power source |
| RU2739576C1 (en) * | 2020-05-22 | 2020-12-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Method of checkout of arc-breakdown protection and spark gaps |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5465188A (en) * | 1990-12-13 | 1995-11-07 | Raychem Limited | Circuit protection device |
| RU2093942C1 (en) * | 1993-04-23 | 1997-10-20 | Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина | Electrical equipment protection method |
| RU2174276C1 (en) * | 2000-01-20 | 2001-09-27 | Дальневосточный государственный университет путей сообщения | Protective gear for insulated-neutral line |
-
2005
- 2005-03-02 RU RU2005105855/09A patent/RU2311699C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5465188A (en) * | 1990-12-13 | 1995-11-07 | Raychem Limited | Circuit protection device |
| RU2093942C1 (en) * | 1993-04-23 | 1997-10-20 | Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина | Electrical equipment protection method |
| RU2174276C1 (en) * | 2000-01-20 | 2001-09-27 | Дальневосточный государственный университет путей сообщения | Protective gear for insulated-neutral line |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657006C2 (en) * | 2012-11-06 | 2018-06-08 | Сименс Акциенгезелльшафт | Arc short circuit path for mitigation of the arc short circuit in the casing of the power source |
| RU2633518C2 (en) * | 2013-06-21 | 2017-10-13 | ШНЕЙДЕР ЭЛЕКТРИК ЮЭсЭй, ИНК. | Method for detecting arc short circuits with application of switched elements in socket |
| US10114057B2 (en) | 2013-06-21 | 2018-10-30 | Schneider Electric USA, Inc. | Method to detect arcing faults using switched elements at outlet |
| RU2644564C2 (en) * | 2013-07-01 | 2018-02-13 | ШНЕЙДЕР ЭЛЕКТРИК ЮЭсЭй, ИНК. | Method for protecting socket device from parallel arc fault upstream |
| RU2654046C2 (en) * | 2013-09-30 | 2018-05-16 | ШНЕЙДЕР ЭЛЕКТРИК ЮЭсЭй, ИНК. | Distributed arc fault protection between outlet and circuit breaker |
| US10181714B2 (en) | 2013-09-30 | 2019-01-15 | Schneider Electric USA, Inc. | Distributed arc fault protection between outlet and circuit breaker |
| RU2560081C2 (en) * | 2013-12-26 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | SCHEME FOR RECOURSE-SAVING RELAY PROTECTION OF CABLE LINES 6(10)kV AND AREA-BASED AUTOMATIC RECLOSING IN DISTRIBUTING NETWORK |
| RU2610899C1 (en) * | 2016-01-13 | 2017-02-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Method for determining installation site for devices for sectionalization of 380 v overhead line |
| RU2739576C1 (en) * | 2020-05-22 | 2020-12-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Method of checkout of arc-breakdown protection and spark gaps |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005105855A (en) | 2006-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8400740B2 (en) | Short-circuit limiting device in a low-voltage installation | |
| Dunki-Jacobs | The effects of arcing ground faults on low-voltage system design | |
| RU157512U1 (en) | COMPLETE COMBINED RELAY PROTECTION AND AUTOMATION DEVICE ON AC VARIABLE CURRENT FOR CONNECTIONS OF 6-35 kV ELECTRICAL DISTRIBUTION DEVICE | |
| RU2311699C2 (en) | Method and device for protecting power distribution networks against arcing short circuits | |
| US20110178649A1 (en) | Method for preventing electric shock by contact with connected-to-ground electric appliances and installations, and apparatus therefor | |
| EP2744062B1 (en) | A subsea system with ride-through protection | |
| Rahimli et al. | Switching processes occurring In electrical networks 10-35 kV | |
| RU171206U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING ELECTRIC TRANSMISSION LINES FROM SINGLE-PHASE EARTH CLOSES IN A THREE-PHASE NETWORK WITH INSULATED NEUTRAL | |
| Khanakhmedova | Some issues of increasing the efficiency of electric machines | |
| Hussey et al. | Ground fault protection applications in low voltage motor control systems for process industries | |
| US3315129A (en) | Circuit protective system | |
| Amaral et al. | On the application of a power electronics-based arc-flash suppressor | |
| Vukolov et al. | Improvement of algorithms for voltage circuits fault detection in relay protection terminal of 6-35 kV electrical networks | |
| US3341741A (en) | Apparatus and method for automatic ground fault clearing | |
| RU2845609C1 (en) | Power transmission line protection device consisting of two parallel connected cables against single-phase ground fault | |
| RU2845610C1 (en) | Selective protection device of cable power transmission line of three cables against single-phase ground fault in network with insulated neutral | |
| RU2695643C1 (en) | Method of transforming power supply systems tn-cs and tt and power supply system for implementing method with protective input heterogeneous communication switching device | |
| Paul et al. | Undercurrent protection power system: a novel ground-fault protection relay scheme | |
| SU748671A1 (en) | Device for disconnection of electric equipment at short-circuiting in ac network | |
| RU2007006C1 (en) | Device for protection of transformer connected to power line via isolating switch | |
| US2361208A (en) | Current balance relay system | |
| Love | Ground fault protection for electric utility generating station 480-volt auxiliary power systems | |
| US8395868B2 (en) | Short circuit limitation device in a low voltage system | |
| Wedmore | Automatic protective switchgear for alternating-current systems | |
| SU1649621A1 (en) | Device for zero-sequence instantaneous current protection for two single-line-to-ground faults behind different branches of split reactor in ungrounded network with protection circuits responding to this type of fault with or without time delay |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100303 |