SU1130943A1

SU1130943A1 - Device for protecting bank capacitors connected in star with isolated neutral against internal faults

Info

Publication number: SU1130943A1
Application number: SU833589978A
Authority: SU
Inventors: Владимир Георгиевич Садовский; Георгий Григорьевич Гловацкий
Original assignee: Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1983-05-13
Filing date: 1983-05-13
Publication date: 1984-12-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ВНУТРЕННИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ БАТАРЕИ КОНДЕНСАТОРОВ , СОБРАННОЙ В ЗВЕЗДУ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее первый трансформатор напр жени , установленный в нейтрали батареи конденсаторов, и второй трансформатор напр жени , подсоединенный параллельно батарее, св занные с реагирующим органом и исполнительным элементом, отличающеес тем, что, с целью обеспечени избирательности, повышени быстродействи устройства и обеспечени возможности.вы влени поврежденной фазы, к вторичной обмотке второго трансформатора напр жени , соединенной в звезду, подключена физическа модель батареи конденсаторов, в нейтрали которой установлен модельный трансформатор напр жени , в фазах конденсаторной батареи установлены трансформаторы тока, а в фазах модели - модельные трансформаторы тока, причем вторичные обмот .ки первого и модельного трансформаторов напр жени подключены к входам первого элемента сравнени , а вторичные обмотки трансформаторов тока батареи и модельных трансформаторов тока подключены пофазно к входам блоков сравнени , первые 6ыСО ходы блоков сравнени пофазно подключены к элементам сигнализации, вторые выходы блоков сравнени подключены к входам элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ совместно с выходом первого элемента сравнени подсоединен к входам элемента И, соединенного с элементом отключени конденсаторной батареи от сети. 00 о со 4ii ооA DEVICE FOR PROTECTION AGAINST INTERNAL DAMAGES OF A CAPACITOR BATTERY COLLECTED TO A STAR WITH AN INSULATED NEUTRAL, containing a first voltage transformer installed in a neutral capacitor battery, and a second voltage transformer connected in parallel with a battery by a body organ and connected with a body organ that is connected to a body organ and connected with a body organ that is connected to a body of a capacitor, connected to a body of a capacitor, connected to a body of a capacitor. that, in order to ensure selectivity, increase device speed and enable the occurrence of the appearance of a damaged phase, to the secondary winding of the second trans The voltage connected to the star is connected to a physical model of a capacitor battery, in which a model voltage transformer is installed, the current transformers are installed in the capacitor battery phases, and the model current transformers are installed in the model phases, and the secondary windings of the first and model transformers are wiring is connected to the inputs of the first reference element, and the secondary windings of the battery current transformers and model current transformers are connected in phase to the inputs of the comparison blocks, first The e 6-CO paths of the comparison units are phase-wise connected to the alarm elements, the second outputs of the comparison units are connected to the inputs of the OR element, and the output of the OR element together with the output of the first comparison element is connected to the inputs of the AND element connected to the disconnecting element of the capacitor battery from the network. 00 о со 4ii оо

Description

Изобретение относитс к электро энергетике, а именно к технике релейной защиты конденсаторных батарей , и может быть использовано дл защиты от внутренних повреждений ш товых конденсаторных батарей, собранных в звезду с изолированной не тралью. Известны устройства защиты конденсаторных батарей, содержащие тр сформаторы напр жени , подключенны параллельно каждой секции конденсаторной Йатареии, сравнивающие на р жени на секци х конденсаторов и по величине этого напр жени опред л ющие поврежденную секцию Clj. Недостатком устройств вл етс необходимость установки в каждой секции конденсаторной батареи высоковольтных трансформаторов напр жени дл выполнени защиты. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство, содержащее трансформат напр жени , устанавливаемый на нап р жение между нейтральной точкой конденсаторной батареи и землей, причем на вторичную обмотку этого трансформатора включено дифференциальное реле. При этом напр жение небаланса, обусловленное различием характеристик отдельных конденсаторов и неуравновешенностью напр жений фаз сети, обусловленной внешними повреждени ми в сети,компенсируетс специальным бло.ком, содержащим трансформатор напр жени подключенный к питающей сети, причем вторичные его обмотки соединены в звезду и к ним присоединены регулируемые активЕЮ-индуктивные элементы, также соединенные в звез ду. Между нейтральной точкой этих элементов и землей включён трансформатор напр жени , причем напр -. жение его вторичной обмотки исполь . зуетс дл компенсации напр жени небаланса в реле . Недостатками известного устройства вл ютс возможность его ложной работы в переходных процессах из-за различи протекани переходн процессов в батарее конденсаторов и в активно-индуктивных элементах, подсоединенных к трансформатору напр жени , поскольку активно-инду тивные элементы не вл ютс физической моделью батареи конденсаторов , а также отсутствие возможности вы влени поврежденной фазы, что значительно увеличивает врем поиска, поврежденного элемента в батарее. Цель изобретени - обеспечение избирательности работы устройства, повышение его быстродействи и обеспечение возможности вы влени поврежденной фазы батареи конденсаторов . Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве дл защиты от внутренних повреждений батареи конденсаторов , собранной в звезду с изолированной нейтралью, содержащем первый трансформатор напр жени , установленный в нейтрали батареи конденсаторов, и второй трансформатор напр жени , подсоединенный параллельно батарее, св занные с регулирующим органом и исполнительным элементом, к вторичной обмотке второго трансформатора нап-, р жени , соединенной в звезду,подключена физическа модель конденсаторной батареи, в нейтрали которой установлен модельный трансформатор напр жени , в фазах конденсаторной батареи установлены трансформаторы тока, а в фазах модели - модельные трансформаторы тока, причем вторичные обмотки первого и модельного трансФорматоров напр жени подключены к входам первого элемента сравнени , а вторичные обмотки трансформаторов тока батареи и модельных трансформаторов тока подключены пофа.зно к входам блоков сравнени , первые выходы блоков сравнени пофазно подключены к элементам сигнализации, вторые выходы блоков сравнени подключены к входам элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ совместно с выходом первого элемента сравнени подсоединен к входам элемента И, соединенного с элементом отключени конденсаторной батареи от сети. На чертеже показана функциональна схема устройства дл защиты от внутренних повреждений батареи конденсаторов. Устройство состоит из конденсаторной батареи 1, модели 2 батареи конденсаторов, подсоединенной к вторичной обмотке трансформатора 3 напр жени и однофазного трансформаг тора 4 напр жени , установленного в нейтрали батареи и модельного трансформатора 5 напр жени , подключенного к нейтрали модели батареи , а вторичные обмотки однофазного и модельного трансформаторов подключены к элементу 6 сравнени . В фазах батареи установлены трансформаторы 7 - 9, а в фазах ее модели - модельные трансформаторы 10-12 тока. Блоки 13-15 сравнени пофазно подсоединены к вторичным обмоткам трансфоргу торов тока батареи и модельных трансформаторов тока. Первые входы блоков сравнени подсоединены к элементу ИЛИ 16, а вторые воздействуют на сигнал. Выход элемента ИЛИ подаетс на первый вход элемента И 17, а на второй вход подаетс выход элемента 6 срал;The invention relates to electrical power engineering, in particular, to the technique of relay protection of capacitor batteries, and can be used to protect internal capacitor batteries assembled in a star with an isolated trawl from internal damage. Protection devices for capacitor banks are known, which contain voltage transformers connected in parallel to each section of the capacitor battery, comparing the voltage across the sections of the capacitors and the magnitude of this voltage determining the damaged section Clj. A drawback of the devices is the need to install a high voltage voltage transformer in each section of a capacitor bank to perform protection. The closest to the invention to the technical essence is a device containing a voltage transformer, installed on the voltage between the neutral point of the capacitor bank and the ground, and a differential relay is connected to the secondary winding of this transformer. In this case, the unbalance voltage caused by the difference in the characteristics of individual capacitors and the imbalance of the voltage of the network phases caused by external damage to the network is compensated by a special block containing a voltage transformer connected to the supply network, and its secondary windings are connected to the star and to it Adjustable HELP-inductive elements, also connected in a star, are connected. Between the neutral point of these elements and the earth, a voltage transformer is turned on, and for example -. secondary winding is used. It is used to compensate for the unbalance voltage in the relay. The disadvantages of the known device are the possibility of its false operation in transients due to the difference in the transition processes in the capacitor bank and in the active-inductive elements connected to the voltage transformer, since the active-inductive elements are not a physical model of the capacitor battery there is also the inability to detect a damaged phase, which significantly increases the search time for a damaged element in a battery. The purpose of the invention is to ensure the selectivity of the operation of the device, increase its speed and enable detection of the damaged phase of the capacitor bank. This goal is achieved in that in a device for protection against internal damage a capacitor bank assembled into a star with an insulated neutral, containing a first voltage transformer installed in the capacitor battery neutral and a second voltage transformer connected in parallel with a battery and an executive element, to the secondary winding of the second transformer of the pn-p, connected to the star, is connected the physical model of the capacitor battery, in the neutral of which A model voltage transformer is installed, current transformers are installed in the capacitor battery phases, and model current transformers are installed in the model phases, the secondary windings of the first and model voltage transformers are connected to the inputs of the first reference element, and the secondary windings of the battery current transformers and model current transformers are connected paz.zno to the inputs of the comparison units, the first outputs of the comparison units are phase-wise connected to the alarm elements, the second outputs of the comparison units are connected to the input m of the OR element, and the output of the OR element together with the output of the first comparison element is connected to the inputs of the AND element connected to the disconnecting element of the capacitor battery from the network. The drawing shows the functional diagram of the device for protection against internal damage to the capacitor bank. The device consists of a capacitor battery 1, a model 2 capacitor battery connected to the secondary winding of a transformer 3 voltage and a single-phase voltage transformer 4 installed in a battery neutral and a model voltage transformer 5 connected to a battery model neutral, and model transformers are connected to element 6 of the comparison. Transformers 7–9 are installed in the battery phases, and model transformers 10–12 of the current are installed in the phases of its model. Blocks 13-15 are phase-connected to the secondary windings of the current transformer of the battery and model current transformers. The first inputs of the comparison units are connected to the element OR 16, and the second influences the signal. The output of the element OR is fed to the first input of the element AND 17, and to the second input is fed the output of the element 6 sral;

нени . Выход элемента И воздействует на отключение батареи от сети.nothing The output element and affects the disconnection of the battery from the network.

В- нормальном эксплуатационном, режиме в нейтрали батареи 1 имеетс напр жение небаланса, вызванное несовпадением характеристик отдельных конденсаторов, которое подаетс на схему 6 сравнени , и уравновешиваетс напр жением в чейт рали модели 2,.устанавливаемым при регулировке модели.в случае несимметрии сетевых напр жений, вызванной внешними факторами, напр жение в нейтрали батареу также компенсируетс соответствующим напр жением модели 2.ввиду однозначности распределени напр жений и токов в ветв х батареи и модели и элемент б сравнени не работает При внутреннем повреждении конденсаторной батареи 1 на вторичной обмотке однофазного трансформатора 4 напр жени по вл етс напр жение, отличное от напр жени нормального , режима. В этом случае, оно не компенсируетс напр жением в нейтрали модели, в результате чего срабатывает элемент 6 сравнени . Схема, работает аналогично и при внутреннем повреждении батареи в случае наличи . несимметрии напр жений сети. Кроме того, ввиду увеличени тока в поврежденной фазе батареи срабатывает один из блоков 13-15 сравнени , соответствующий поврежденной фазе. Срабатывание одного из блоков 13-15 сравнени вызывает срабатывание элемента ИЛИ 16, а совместное срабатывание элемента ИЛИ IQ и элемента 6 сравнени вызывает i срабатывание элемента И 1-7, действующего на отключение батареи от 5 сети. Вторые выходы блоков 13-15 сравнени действуют на устройства, сигнализирующие о повреждени х на соответствующих фазах конденсатораной батареи 1.In normal operation, in the neutral of battery 1, there is an unbalance voltage caused by a mismatch in the characteristics of the individual capacitors, which is applied to the comparison circuit 6 and is balanced by the voltage in the model 2 circuit that is set when adjusting the model. caused by external factors, the voltage in the neutral battery is also compensated by the corresponding voltage of model 2. due to the uniqueness of the distribution of voltages and currents in the branches of the battery and the model and the element b The fault does not work. When the capacitor bank 1 is damaged internally, the secondary winding of the single-phase transformer 4 causes a voltage different from the normal voltage of the mode. In this case, it is not compensated by the voltage in the neutral of the model, as a result of which the comparison element 6 is triggered. The circuit works similarly in the case of internal damage to the battery if present. network voltage imbalances. In addition, due to an increase in the current in the damaged battery phase, one of the comparison units 13–15 operates, corresponding to the damaged phase. The operation of one of the comparison units 13-15 causes the operation of the element OR 16, and the joint operation of the element OR IQ and the comparison element 6 causes the operation of the element AND 1-7, which acts to disconnect the battery from the 5th network. The second outputs of the comparison units 13-15 act on the devices signaling damages on the respective phases of the capacitor bank 1.

0 По сравнению с известными предлагаемое устройство защиты имеет следующие преимущества, обусловленные применением физической модели :батареи конденсаторов: исключает5 с ложна работа защиты в установившихс и переходных режимах, значительно повышаетс быстродействие защиты ввиду отсутстви необходимости отстройки защиты от переходных0 Compared with the known, the proposed protection device has the following advantages due to the use of a physical model: capacitor banks: eliminates 5 s false operation of the protection in established and transient modes, significantly increases the speed of protection due to the absence of the need to tune the protection from transient

0 имеетс возможность определени повреждений фазы с целью скорейшего отыскани неисправности конденсаторной батареи. Указанные преимущества устройства поз5 вол ют значительно, уменьшить0 it is possible to determine phase faults in order to find out the failure of the capacitor battery as soon as possible. These advantages of the device, they can significantly reduce

ущерб от потерь электроэнергии в сет х, вызванный ложными отключени ми конденсаторной батареи, а также уменьшить ущерб от потерь электроэнергии из-за недопустимоthe damage from the loss of electricity in the network, caused by false disconnections of the capacitor battery, and also reduce the damage from the loss of electricity due to unacceptable

0 длительного периода устранени внутренних неисправностей батареи и ущерб, вызванный снижением эффективности работы оборудовани энергопотребител обусловленным0 long period of elimination of internal battery malfunctions and damage caused by a decrease in the efficiency of the equipment of the power consumer due to

5 ухудшением качества электроэнергии .5 deterioration of power quality.

Claims

DEVICE FOR PROTECTION AGAINST INTERNAL DAMAGE TO CAPACITORS BATTERY ASSEMBLED IN A STAR WITH INSULATED NEUTRAL, containing the first voltage transformer installed in the neutral of the capacitor bank and the second voltage transformer connected in parallel with the battery, connected to the reacting element and the executive element that, in order to ensure selectivity, increase the speed of the device and ensure the possibility of identifying the damaged phase, to the secondary winding of the second transformer A voltage model connected to a star is connected to a physical model of a capacitor bank, in the neutral of which a model voltage transformer is installed, current transformers are installed in the phases of the capacitor battery, and model current transformers in the phases of the model, and the secondary windings of the first and model voltage transformers are connected to the inputs of the first comparison element, and the secondary windings of the battery current transformers and model current transformers are connected in phase to the inputs of the comparison units, the first outputs are s per phase comparison Con cheny signaling elements, the second comparison unit outputs are connected to inputs of the OR gate and the output of the OR gate in conjunction with the output of the first comparison element is connected to the inputs of the AND gate connected to element disconnection capacitor bank network.