SU957337A2 - Device for protecting ac electric plant against short-circuiting to ground and checking its insulation - Google Patents
Device for protecting ac electric plant against short-circuiting to ground and checking its insulation Download PDFInfo
- Publication number
- SU957337A2 SU957337A2 SU813264633A SU3264633A SU957337A2 SU 957337 A2 SU957337 A2 SU 957337A2 SU 813264633 A SU813264633 A SU 813264633A SU 3264633 A SU3264633 A SU 3264633A SU 957337 A2 SU957337 A2 SU 957337A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- compensation
- resistor
- input
- organ
- output
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims description 27
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 47
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 35
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 29
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 27
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 claims description 15
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 12
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 3
- 101100491335 Caenorhabditis elegans mat-2 gene Proteins 0.000 claims 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
Изобретение относится к релейной защите электроустановок переменного тока, работающих с изолированной или компенсированной нейтралью, преимущественно генераторов синхронных компенсаторов, $ электродвигателей, включенных в блоке с трансформатором, или участков электрических сетей, не имеющих электрической связи с остальной сетью.The invention relates to relay protection of alternating current electrical installations operating with isolated or compensated neutral, mainly synchronous compensators generators, electric motors included in the unit with a transformer, or sections of electrical networks that do not have electrical connection with the rest of the network.
По основному авт. св. № 690584 10 известно устройство для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроустановки, содержащее источник переменного напряжения, измерительный орган защиты с исполнительным блоком, орган контроля изоляции, орган блокировки, разделительный трансформатор, ко вторичной обмотке которого подключены выпрямитель, а параллельно первичной обмотке включен конденсатор, фильтр, 20 шунтирующий конденсатор в цепи заземления нейтрали защищаемого оборудования, разрядник, включенный параллельно шунтирующему конденсатору, а между первичной обмоткой разделительного трансформатора и выходом источника переменного напряжения включены измерительный орган защиты и орган контроля изоляции [1] .According to the main author. St. No. 690584 10 , a device for protection against earth faults and insulation monitoring of an electrical installation is known, comprising an alternating voltage source, a protective measuring device with an actuating unit, an insulation monitoring device, an locking device, an isolation transformer, a rectifier connected to its secondary winding, and connected in parallel to the primary winding capacitor, filter, 20 shunt capacitor in the neutral ground circuit of the protected equipment, a spark gap connected in parallel with the shunt capacitor, and between the first The primary winding of the isolation transformer and the output of the AC voltage source include a measuring protective organ and an insulation monitoring organ [1].
Недостатками известного устройства являются неудовлетворительная в ряде случаев чувствительность (например, нри контроле сопротивления изоляции электрических машин с газовым охлаждением обмоток статоров, небольших участков кабельных сетей) и большая зависимость функционирования устройства от измене г ний уровня выходного напряжения источника, а также от эксплуатационных отклонений токов срабатывания измерительного органа защиты и органа контроля изоляции от требуемых значений (вследствие неточности вьшолнения токов срабатывания, старения элементов и влияния температуры окружающей среды). Оба недостатка определяются наличием у реального разделительного трансформатора тока намагничивания, который как сигналThe disadvantages of the known device are unsatisfactory in some cases sensitivity (for example, for monitoring the insulation resistance of electric machines with gas cooling of stator windings, small sections of cable networks) and the large dependence of the device's functioning on changes in the source output voltage level, as well as on operational deviations of the operation currents measuring body of protection and control body of isolation from the required values (due to inaccuracy of the execution of the operating currents Aging effect elements and ambient temperature). Both disadvantages are determined by the presence of a magnetizing current in a real isolation transformer, which as a signal
957337 4 помехи суммируется с током полезного сигнала, определяемого величиной сопротивления изоляции защищаемого оборудования. Если ток намагничивания соизмерим С током полезного сигнала или 5 превышает его (при больших значениях сопротивления изоляции), колебания тока намагничивания при изменениях выходного напряжения источника определяют колебания суммарного тока в измерительном Ю органе защиты и в органе контроля изоляции и не позволяют выявлять незначительный ток полезного сигнала. Даже при стабильном выходном напряжении источника возможные в .эксплуатации не- 15 значительные захрубления измерительного органа защиты и органа контроля изоляции, которые могут приводить к существенной потере чувствительности устройства по контролируемому параметру (зна-20 чению сопротивления изоляции электроустановки).957337 4 interference is summed with the useful signal current, determined by the value of the insulation resistance of the protected equipment. If the magnetization current is commensurate with the current of the useful signal or 5 exceeds it (with large values of the insulation resistance), the fluctuations of the magnetization current with changes in the output voltage of the source determine the fluctuations of the total current in the measuring protective organ and in the control body of insulation and do not allow detecting an insignificant current of the useful signal . Even with a stable output voltage of the source, possible minor exploitation of the measuring protection body and the insulation control body, which can lead to a significant loss of sensitivity of the device according to a controlled parameter (value of the insulation resistance of the electrical installation).
Уменьшение тока намагничивания разделительного трансформатора традиционными путями (увеличение числа витков 25 обмоток и сечения магнитопровода) приводит к усложнению конструкции трансформатора и увеличению его размеров.The decrease in the magnetizing current of the isolation transformer by traditional means (increasing the number of turns of 25 windings and the cross section of the magnetic circuit) leads to a complication of the design of the transformer and an increase in its size.
Цель изобретения - повышение чувствительности устройства и точности его работы.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the device and the accuracy of its operation.
Указанная цель достигается тем, что в устройство введен орган компенсации остаточного тока намагничивания, имеющий два входа и один выход, причем 35 первый вход органа компенсации включен параллельно выходу источника переменного напряжения, второй вход включен последовательно с первичной обмоткой раз- . делительного трансформатора, а на вьг- 40 ход органа компенсации включены измерительный орган защиты и орган контроля изоляции.This goal is achieved by the fact that a compensation element for the residual magnetizing current is introduced into the device, which has two inputs and one output, whereby 35 the first input of the compensation organ is connected parallel to the output of the AC voltage source, the second input is connected in series with the primary winding. a dividing transformer, and on the VG- 40 course of the compensation body, a measuring protection body and an isolation control body are included.
Кроме того, устройство снабжено подключенным параллельно '.вторичной обмот- 45 ке разделительного трансформатора конденсатором.Furthermore, the device is provided connected in parallel '.vtorichnoy winding occurs ke isolating transformer 45 capacitor.
При этом указанный орган компенсации может быть выполнен на резисторе и двух промежуточных трансформаторах, 50 причем резистор и первичная обмотка одного из промежуточных трансформато• ров соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы первичной обмотки 55 второго промежуточного трансформатора образуют второй вход органа компенсации, вторичные обмотки обоих промежу точных трансформаторов соединены встречно-поспедоватепьно, а их свободные концы образуют выход органа компенсации.Moreover, the specified compensation body can be performed on the resistor and two intermediate transformers, 50 and the resistor and primary winding of one of the intermediate transformers • are connected in series, and their free ends form the first input of the compensation body, the ends of the primary winding 55 of the second intermediate transformer form the second input of the compensation organ, the secondary windings of both intermediate transformers are connected in an opposite sequence, and their free ends form the output of the compensation organ.
Орган компенсации может быть выполнен на двух резисторах и катушке индуктивности, параллельно которой включен конденсатор, компенсирующий основную гармонику реактивной составляющей тока катушки, причем первый резистор и катушка с параллельно включенными конденсатором соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы второго резистора образуют второй вход органа компенсации, а точка объединения первого резистора с катуи/кой и точка объединения последовательно соединенных второго резистора с первичной обмоткой разделительного трансформатора образуют выход органа компенсации.The compensation body can be made on two resistors and an inductor, in parallel with which a capacitor is included, which compensates for the fundamental harmonic of the reactive component of the coil current, the first resistor and coil with a parallel connected capacitor connected in series, and their free ends form the first input of the compensation body, the ends of the second resistor form the second input of the compensation body, and the point of combining the first resistor with the coil and the point of combining the second resistor in series Pa with the primary winding of the isolation transformer form the output of the compensation body.
Орган компенсации может быть выполнен на трех резисторах, причем два резистора соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы третьего резистора образуют второй вход органа компенсации, точка объединения двух первых резисторов и точка объединения последовательно соединенных третьего резистора с первичной обмоткой раздели -» тельного трансформатора образуют выход органа компенсации.The compensation body can be made on three resistors, and two resistors connected in series, and their free ends form the first input of the compensation body, the ends of the third resistor form the second input of the compensation body, the union point of the two first resistors and the combining point of the third resistor connected in series with the primary winding are divided - »a solid transformer form the output of the compensation body.
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-4 варианты Выполнения органа компенсации.In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in FIG. 2-4 options for the implementation of the compensation body.
Источник 1 переменного напряжения (фиг. 1) через разделительный трансформатор 2 соединен с выпрямителем 3, выпрямленное напряжение которого накладывается на цепи защищаемой электроустановки 4 через нейтраль первичных обмоток трансформатора 5 напряжения. Шунтирующий конденсатор Θ обеспечивает путь для протекания переменного тока. Фильтр 7 ослабляет переменное напряжение, которое может подаваться на защиту со стороны защищаемой электроустановки. Разрядник 8 предусмотрен на случай нарушения цепи шунтирующего конденсатора 6. Параллельно одной из обмоток разделительного трансформатора 2 включен конденсатор 9, компенсирующий основную гармонику индуктивной составляющей тока намагничивания трансформатора.An alternating voltage source 1 (Fig. 1) is connected through an isolation transformer 2 to a rectifier 3, the rectified voltage of which is superimposed on the circuit of the protected electrical installation 4 through the neutral of the primary windings of the voltage transformer 5. Shunt capacitor Θ provides a path for AC to flow. The filter 7 attenuates the alternating voltage, which can be supplied to the protection from the protected electrical installation. The arrester 8 is provided in case of a violation of the circuit of the shunt capacitor 6. In parallel with one of the windings of the isolation transformer 2, a capacitor 9 is included, which compensates for the fundamental harmonic of the inductive component of the magnetizing current of the transformer.
Возможно подключение двух конденсаторов как к одной, так и к другой обмоткам трансформатора.It is possible to connect two capacitors to both one and the other windings of the transformer.
δ 57557δ 57557
Орган 10 компенсации остаточного тока намагничивания своим первым входом 11 включен параллельно источнику 1, а вторым входом 12 включен последовательно с первичной обмоткой разделитель- S ного трансформатора 2. На выход 13 органа 10 компенсации включены измерительный орган 14 защиты с исполнительным блоком и орган 15 контроля изоляции, соединенные между собой последова- *0 тельно или параллельно.The body 10 for compensation of the residual magnetizing current with its first input 11 is connected in parallel with the source 1, and the second input 12 is connected in series with the primary winding of the isolation transformer 2. At the output 13 of the compensation body 10, a measuring protection body 14 with an actuating unit and an isolation monitoring body 15 are connected interconnected in series * 0 in parallel or in parallel.
Выбор способа соединения измерительного органа и органа контроля- зависит от их выполнения: при полупроводниковых органах предпочтительным является парал- 15 лельное соединение. Орган 16 блокировки предусмотрен для исключения ложного, действия измерительного органа 14 защиты и органа 15 контроля изоляции от зарядного тока шунтирующего конденсато- 20 ра 6 в момент подачи питающего напряжения на источник 1 переменного напря-1 жения.The choice of the method of connecting the measuring body and the control body depends on their implementation: with semiconductor bodies, parallel connection is preferable. Locking body 16 is provided for eliminating the false action of the measuring protection body 14 and the body 15 for monitoring isolation from the charging current of the shunt capacitor 6 at the time of supplying the supply voltage to the alternating voltage source 1.
Ток на входе 11, пропорциональный величине выходного напряжения источни- 25 ка 1 переменного напряжения, в органе 10 компенсации взаимно компенсируется с током намагничивания разделительного трансформатора 2, поступающим на вхсдThe current at input 11, proportional to the output voltage of the source 25 ka 1 of an alternating voltage, in the compensation organ 10 is mutually compensated with the magnetization current of the isolation transformer 2 supplied to the input
12. В результате при бесконечно боль- 30 шом сопротивлении изоляции контролируемой электроустановки 4 на выходе 13 присутствует лишь небольшой сигнал, обусловленный неточностью компенсации.12. As a result, with an infinitely large insulation resistance of the controlled electrical installation 4, at the output 13 there is only a small signal due to inaccuracy of compensation.
Таким образом, орган 10 компенсации^ позволяет уменьшить зависимость работы измерительного органа 14 защиты и органа 15 контроля изоляции от тока намагничивания разделительного’ трансформатора 2, повысить чувствительность yen ад ройства и точность его работы.Thus, the compensation body 10 allows one to reduce the dependence of the operation of the measuring protection body 14 and the isolation monitoring body 15 on the magnetization current of the isolation transformer 2, and to increase the sensitivity and the accuracy of its operation.
В устройстве орган 10 компенсации (фиг. 2) выполнен из резистора 17 и двух промежуточных трансформаторов 18 и 19. Резистор 17 и первичная обмотка 4J трансформатора 18 соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход 11 органа компенсации. Концы первичной обмотки трансформатора 19 образуют второй вход 12. Выход 13 органа компенсации образован свободными концами вторичных обмоток промежуточных трансформаторов 18 и 19, соединенных встречно-последовательно. При бесконечно большом сопротивлении изоляции контролируемой электроуставки 4 происходит взаимная компенсация напряжений на вторичных обмотках трансформаторов 18 и 19. Трансформаторы 18 и 19 обеспечивают также электрическую развязку органов устройства в случаях, когда такая развязка необходима.In the device, the compensation body 10 (Fig. 2) is made of a resistor 17 and two intermediate transformers 18 and 19. The resistor 17 and the primary winding 4J of the transformer 18 are connected in series, and their free ends form the first input 11 of the compensation body. The ends of the primary winding of the transformer 19 form a second input 12. The output 13 of the compensation body is formed by the free ends of the secondary windings of the intermediate transformers 18 and 19, connected in opposite series. With an infinitely large insulation resistance of the controlled electrical installation 4, mutual compensation of the voltages on the secondary windings of the transformers 18 and 19 occurs. Transformers 18 and 19 also provide electrical isolation of the device's organs in cases where such isolation is necessary.
В устройстве орган 10 компенсации (фиг. 3) выполнен из двух резисторов и 21 и катушки 22 индуктивности, параллельно которой включен конденсатор 23, компенсирующий основную гармонику реактивной составляющей тока катушки. Резистор 20 и катушка 22 с параллельно включенным конденсатором 23 соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход 11 органа компенсации. Концы резистора образуют второй вход 12. Точки объединения резистора 20 с катушкой 22 и резистора 21 с первичной обмоткой разделительного трансформатора 2 образуют выход 13 органа 10 компенсации. При бесконечно большом сопротивлении изоляции контролируемой электроустановки 4 падения напряжений на резисторах 20 и 21 примерно равны и напряжение на выходе 13 близко к нулю.In the device, the compensation body 10 (Fig. 3) is made of two resistors and 21 and an inductor 22, in parallel with which a capacitor 23 is included, which compensates for the fundamental harmonic of the reactive component of the coil current. The resistor 20 and the coil 22 with a parallel-connected capacitor 23 are connected in series, and their free ends form the first input 11 of the compensation body. The ends of the resistor form the second input 12. The combining points of the resistor 20 with the coil 22 and the resistor 21 with the primary winding of the isolation transformer 2 form the output 13 of the compensation body 10. With an infinitely large insulation resistance of the controlled electrical installation 4, the voltage drops across the resistors 20 and 21 are approximately equal and the voltage at the output 13 is close to zero.
Использование катушки 22 и конденсатора 23 позволяет получить наименьшую зависимость работы устройства от изменений частоты и искажений формы напряжения источника 1.Using a coil 22 and a capacitor 23 allows you to get the least dependence of the operation of the device on changes in frequency and distortion of the voltage shape of the source 1.
В устройстве орган 10 компенсации (фиг. 4) выполнен из трех резисторов 24-26. Резисторы 24 и 25 соединены последовательно, а их свободные концы ; образуют первый вход 11 органа компенсации. Концы резистора 26 образуют второй вход 12. Точки объединения резистора 24 с резистором 25 и резистора 26 с первичной обмоткой разделительного трансформатора 2 образуют выход 13 органа 10 компенсации.In the device, the compensation body 10 (Fig. 4) is made of three resistors 24-26. Resistors 24 and 25 are connected in series, and their free ends; form the first input 11 of the compensation body. The ends of the resistor 26 form the second input 12. The combining points of the resistor 24 with the resistor 25 and the resistor 26 with the primary winding of the isolation transformer 2 form the output 13 of the compensation body 10.
Устройство с использованием органа компенсации по фиг. 4 имеет более простое исполнение по сравнению с устройством, в котором используется орган компенсации по фиг. 3, и используется в случаях, когда могут быть снижены требования к чувствительности и точности работы.The device using the compensation body of FIG. 4 has a simpler design than a device that uses the compensation body of FIG. 3, and is used in cases where the requirements for sensitivity and accuracy can be reduced.
Предлагаемое устройство позволяет повысить чувствительность и точность ра;боты, благодаря чему расширяется область его использования.The proposed device can improve the sensitivity and accuracy of work; bots, thereby expanding the scope of its use.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU813264633A SU957337A2 (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Device for protecting ac electric plant against short-circuiting to ground and checking its insulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU813264633A SU957337A2 (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Device for protecting ac electric plant against short-circuiting to ground and checking its insulation |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU690584 Addition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU957337A2 true SU957337A2 (en) | 1982-09-07 |
Family
ID=20949273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU813264633A SU957337A2 (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Device for protecting ac electric plant against short-circuiting to ground and checking its insulation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU957337A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116165567A (en) * | 2022-12-19 | 2023-05-26 | 河南宇光智德电气科技有限公司 | Special insulation detection system for transformation of photovoltaic power station |
-
1981
- 1981-03-20 SU SU813264633A patent/SU957337A2/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116165567A (en) * | 2022-12-19 | 2023-05-26 | 河南宇光智德电气科技有限公司 | Special insulation detection system for transformation of photovoltaic power station |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brunello et al. | Shunt capacitor bank fundamentals and protection | |
| Kennedy et al. | Harmonic-current-restrained relays for differential protection | |
| Bozoki et al. | The effects of GIC on protective relaying | |
| Ballal et al. | Interturn faults detection of transformers by diagnosis of neutral current | |
| Marttila | Design principles of a new generator stator ground relay for 100% coverage of the stator winding | |
| US4634981A (en) | Method for testing a circuit breaker using a three terminal current transformer | |
| US3944846A (en) | Subsynchronous relay | |
| SU957337A2 (en) | Device for protecting ac electric plant against short-circuiting to ground and checking its insulation | |
| Pazmandi | Stator earth-leakage protection for large generators | |
| US3323016A (en) | Transformer differential protection | |
| Oliveira et al. | Transformers on-load exciting current Park's Vector Approach as a tool for winding faults diagnostics | |
| Engelen et al. | On-Site Dry-type Power Transformer Condition Assessment based on Partial Discharge Activity | |
| Zielichowski et al. | Influence of difference system parameters on operating conditions of third harmonic ground-fault protection system of unit-connected generator | |
| Prasad et al. | Modelling of power transformer for differential protection using ATP-EMTP | |
| SU1010690A1 (en) | Device for protecting generator-transformer assembly from earthing | |
| RU2268524C1 (en) | Device for preventing short circuit with ground in networks with compensation of capacitive current | |
| Johnson et al. | A review of system grounding methods and zero sequence current sources | |
| SU913508A1 (en) | Device for generating superimposed current | |
| Goodlet | Electromagnetic phenomena in high-voltage testing equipment | |
| SU982136A1 (en) | Method of redundancy protection of transformer | |
| Butler et al. | Experimental results from short-circuit faults on a distribution transformer | |
| Patel et al. | Evaluation of Various Dynamics | |
| SU1035716A1 (en) | Device for protecting synchronous generator against earthing in one point of excitation circuit | |
| Berg | Tests with arcing grounds and connections | |
| SU1246225A1 (en) | Device for differential current earth leakage protection of high harmonic filter in neutral system |