RU2468377C2 - Ground fault directional lock - Google Patents
Ground fault directional lock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2468377C2 RU2468377C2 RU2010137689/28A RU2010137689A RU2468377C2 RU 2468377 C2 RU2468377 C2 RU 2468377C2 RU 2010137689/28 A RU2010137689/28 A RU 2010137689/28A RU 2010137689 A RU2010137689 A RU 2010137689A RU 2468377 C2 RU2468377 C2 RU 2468377C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- inputs
- outputs
- input
- key
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 6
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 5
- 101710191334 E3 ubiquitin-protein ligase IE61 Proteins 0.000 description 3
- 101100534514 Mus musculus Stmn1 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 241000669244 Unaspis euonymi Species 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000001608 potassium adipate Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при определении направления замыкания на землю воздушных высоковольтных линий 6-35 кВ.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to determine the direction of the earth fault of high-voltage air lines 6-35 kV.
В качестве прототипа рассматриваются приборы «ОМЗ-1» и «Гармоника», производящие измерение тока замыкания на землю с частотами 50 Гц и высших гармоник соответственно /1/.The devices OMZ-1 and Harmonica are considered as a prototype. They measure the earth fault current with frequencies of 50 Hz and higher harmonics, respectively / 1 /.
Схема комбинированного прототипа приведена на фиг.1 и состоит из датчика тока ДТ1, связанного с высоковольтной линией Л2 через магнитное поле. При верхнем положении переключателя П3 сигнал с частотой 50 Гц проходит через резонансный фильтр РФ4, настроенный на нее и усилитель переменного тока УП5 и далее на исполнительный элемент ИЭ6. При нижнем положении П3 сигнал с частотой 550 Гц проходит через резонансный фильтр РФ7, настроенный на нее и усилитель переменного тока УП8.The combined prototype diagram is shown in FIG. 1 and consists of a current sensor DT1 connected to a high-voltage line L2 through a magnetic field. At the upper position of the P3 switch, a signal with a frequency of 50 Hz passes through the RF4 resonant filter tuned to it and the AC amplifier AC5 and then to the IE6 actuator. When P3 is in the lower position, a signal with a frequency of 550 Hz passes through the RF7 resonant filter tuned to it and the UP8 AC amplifier.
Прототип имеет следующие недостатки: невозможность автоматического определения отпайки (или заданного участка), где произошло замыкание на землю с целью снижения времени поиска повреждения; трудность отстройки от токов нагрузки при измерении тока замыкания на землю с частотой 50 Гц; невозможность проведения измерений в течение переходного процесса замыкания на землю; невозможность проведения измерений при кратковременных замыканиях на землю; трудность определения места замыкания на землю в случае, когда от подстанции отходят две протяженные линии данного напряжения, а также если имеется дополнительно ряд коротких линий.The prototype has the following disadvantages: the impossibility of automatically detecting a tap (or a given section) where an earth fault occurred in order to reduce the time to search for damage; the difficulty of detuning from load currents when measuring the earth fault current with a frequency of 50 Hz; the impossibility of taking measurements during the earth fault transient; the impossibility of taking measurements with short-term earth faults; the difficulty of determining the location of the earth fault in the case when two extended lines of a given voltage leave the substation, as well as if there is an additional number of short lines.
Целью изобретения является повышение точности и снижение времени поиска при определении места замыкания на землю.The aim of the invention is to improve accuracy and reduce search time when determining the location of a fault on the ground.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве определения места замыкания на землю, содержащее линию передачи, датчик тока, усилитель переменного тока и первый исполнительный элемент, отличающийся тем, что с целью повышения точности и снижения времени поиска места замыкания на землю в него дополнительно введены два идентичные передающие устройства, в состав каждого из которых входит первый, второй и третий резисторы, трансформатор, блок питания, первый, второй и третий ключи, первый и второй элементы НЕ, первый, второй и третий преобразователи переменного напряжения в постоянное, первый и второй сумматоры, дифференцирующее устройство, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый, второй, третий и четвертый ждущие мультивибраторы, первый и второй элементы задержки, выпрямитель, конденсатор, первый, второй и третий пороговые устройства, первый, второй и третий триггеры, элемент ИЛИ, причем три вывода первого, второго и третьего резисторов подключены к трем фазам линии передачи соответственно, а выход первого резистора подключен к входам первого и второго сумматоров; выход второго резистора подключен к входу управления первого ключа и входу выпрямителя и выходу третьего ключа, а выход третьего резистора подключен к входам трансформатора и второго сумматора; выход трансформатора подключен к входу блока питания, а выход первого элемента НЕ подключен к входу первого ключа; выход первого ключа подсоединен к входам первого и второго сумматоров, а их выходы подключены к входам второго и третьего преобразователей переменного напряжения в постоянное; выходы второго и третьего преобразователей переменного напряжения в постоянное подключены к входам первого элемента задержки, второго элемента НЕ и первого элемента И соответственно; датчик тока, первый преобразователь переменного напряжения в постоянное, дифференцирующее устройство и усилитель переменного тока подключены последовательно, выход которого подключен к входу второго ключа; выход первого элемента И подключен к входам сброса первого, второго и третьего триггеров и входу первого ждущего мультивибратора, выход которого подключен к входу управления второго ключа; выход второго ключа подсоединен к входам первого, второго и третьего пороговых устройств, а их выходы подключены к входам первого, второго и третьего триггеров соответственно; выходы первого, второго и третьего триггеров подключены к входам первого, второго и третьего элементов И, выходы которых подключены к входам второго, третьего и четвертого ждущих мультивибраторов соответственно; выход выпрямителя подключен к входу конденсатора, выход которого подключен к входу третьего ключа; выход второго элемента НЕ подключен к входу второго элемента задержки, выход которого подсоединен к входам первого элемента НЕ и второго элемента И; выход второго ждущего мультивибратора подключен к входам третьего элемента И и элемента ИЛИ; выход третьего ждущего мультивибратора подключен к входам четвертого элемента И и элемента ИЛИ; выход четвертого ждущего мультивибратора подключен к входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу управления третьего ключа; в состав приемника входит первый и второй резисторы, сумматор, преобразователь переменного напряжения в постоянное, элемент НЕ, фильтр низкой частоты, первый и второй элементы задержки, ждущие мультивибраторы, счетчики, второй исполнительный элемент, причем два вывода первого и второго резисторов подключены к двум фазам линии передачи соответственно, а их выходы подключены к входам сумматора. И выход второго ключа дополнительно подсоединен к входу фильтра низкой частоты; сумматор, преобразователь переменного напряжения в постоянное, элемент НЕ подключены последовательно; выход элемента НЕ подключен к входам сброса первого и второго счетчиков и входам первого и второго элементов задержки, выходы которых подсоединены к входам первого и второго ждущих мультивибраторов соответственно; выходы первого и второго ждущих мультивибраторов подключены к входам первого и второго элементов И соответственно, к вторым входам которых подключены выход фильтра низкой частоты; выходы первого и второго элементов И подсоединены к входам первого и второго счетчиков, а их выходы подключены к входам первого и второго исполнительных элементов соответственно.This goal is achieved by the fact that in the known device for determining the location of an earth fault, containing a transmission line, a current sensor, an alternating current amplifier and a first actuator, characterized in that in order to improve accuracy and reduce the search time of the earth fault, it is additionally introduced two identical transmitting devices, each of which includes the first, second and third resistors, a transformer, a power supply, the first, second and third keys, the first and second elements are NOT, the first, second and tr AC to DC converters, first and second adders, differentiating device, first, second, third and fourth elements And, first, second, third and fourth waiting multivibrators, first and second delay elements, rectifier, capacitor, first, second and third threshold devices, first, second and third triggers, an OR element, and the three outputs of the first, second and third resistors are connected to the three phases of the transmission line, respectively, and the output of the first resistor is connected to the inputs of the first and second th adders; the output of the second resistor is connected to the control input of the first key and the input of the rectifier and the output of the third key, and the output of the third resistor is connected to the inputs of the transformer and the second adder; the transformer output is connected to the input of the power supply, and the output of the first element is NOT connected to the input of the first key; the output of the first key is connected to the inputs of the first and second adders, and their outputs are connected to the inputs of the second and third AC / DC converters; the outputs of the second and third AC to DC converters are connected to the inputs of the first delay element, the second element NOT, and the first AND element, respectively; a current sensor, a first AC to DC converter, a differentiating device and an AC amplifier are connected in series, the output of which is connected to the input of the second switch; the output of the first element And is connected to the reset inputs of the first, second and third triggers and the input of the first waiting multivibrator, the output of which is connected to the control input of the second key; the output of the second key is connected to the inputs of the first, second and third threshold devices, and their outputs are connected to the inputs of the first, second and third triggers, respectively; the outputs of the first, second and third triggers are connected to the inputs of the first, second and third elements And, the outputs of which are connected to the inputs of the second, third and fourth waiting multivibrators, respectively; the rectifier output is connected to the input of the capacitor, the output of which is connected to the input of the third key; the output of the second element is NOT connected to the input of the second delay element, the output of which is connected to the inputs of the first element NOT and the second AND element; the output of the second standby multivibrator is connected to the inputs of the third AND element and the OR element; the output of the third standby multivibrator is connected to the inputs of the fourth AND element and the OR element; the output of the fourth standby multivibrator is connected to the input of the OR element, the output of which is connected to the control input of the third key; the receiver includes the first and second resistors, an adder, an AC to DC converter, an element NOT, a low-pass filter, the first and second delay elements waiting for multivibrators, counters, a second actuator, and two outputs of the first and second resistors are connected to two phases transmission lines, respectively, and their outputs are connected to the inputs of the adder. And the output of the second key is additionally connected to the input of the low-pass filter; adder, AC to DC converter, the element is NOT connected in series; the output of the element is NOT connected to the reset inputs of the first and second counters and the inputs of the first and second delay elements, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second waiting multivibrators, respectively; the outputs of the first and second standby multivibrators are connected to the inputs of the first and second elements AND, respectively, to the second inputs of which the low-pass filter output is connected; the outputs of the first and second elements And are connected to the inputs of the first and second counters, and their outputs are connected to the inputs of the first and second actuators, respectively.
Предложенный фиксатор направления замыкания на землю состоит из нескольких передающих устройств и приемного устройства, причем первые устанавливаются на ответвлениях, а последний на подстанции. При замыкании одной фазы на землю по факту появления напряжения нулевой последовательности срабатывают все передающие устройства данной линии, сигналы их, распространяясь по фазе линии, принимаются приемным устройством, установленным на подстанции, где сработавшие передающие устройства отличают по времени появления сигнала в виде импульсов постоянного напряжения от момента замыкания на землю, здесь используется принцип временного разделения сигналов.The proposed ground fault direction lock consists of several transmitting devices and a receiving device, the former being installed on the branches, and the latter at the substation. When one phase is shorted to ground after the appearance of a zero-sequence voltage, all the transmitting devices of the given line are triggered, their signals propagating along the phase of the line are received by the receiving device installed in the substation, where the triggered transmitting devices differ in the time of appearance of the signal in the form of DC voltage pulses from earth fault, the principle of time separation of signals is used here.
Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является возможность автоматического определения отпайки (или заданного участка), где произошло замыкание на землю с целью снижения времени поиска повреждения; возможность отстройки от токов нагрузки при измерении тока замыкания на землю с частотой 50 Гц за счет использования при измерении приращения тока при замыкании на землю и маловероятности изменения в этот момент тока нагрузки; возможность проведения измерений в течение переходного процесса замыкания на землю и проведения измерений при кратковременных замыканиях на землю вследствие непрерывного наблюдения за процессом замыкания на землю; повышение точности определения места замыкания на землю в случае, когда от подстанции отходят две протяженные линии данного напряжения, а также если имеется дополнительно ряд коротких линий, так как при установке передающих устройств на отпайках емкостные токи на данных участках значительно снижаются по сравнению с емкостным током линии.The advantage of the proposed device in comparison with the prototype is the ability to automatically determine the tap (or a given area), where there was a short circuit to the ground in order to reduce the time to search for damage; the possibility of detuning from the load currents when measuring the earth fault current with a frequency of 50 Hz due to the use of the current increment when measuring the earth fault and the probability of changing the load current at this moment; the possibility of taking measurements during the transient earth fault process and taking measurements with short-term earth faults due to continuous monitoring of the earth fault process; improving the accuracy of determining the location of an earth fault in the case when two extended lines of a given voltage leave the substation, as well as if there is an additional series of short lines, since when installing transmitting devices on the tap, the capacitive currents in these sections are significantly reduced compared to the capacitive current of the line .
Как показали проведенные нами расчеты, предложенное устройство позволяет повысить точность и снизить время поиска при определении участка замыкания на землю.As our calculations showed, the proposed device allows to increase the accuracy and reduce the search time when determining the area of the earth fault.
В просмотренных источниках информации нами не обнаружены указанные отличительные признаки. Следовательно, предложенное решение отвечает критерию существенности отличий.In the reviewed sources of information, we did not find the indicated distinguishing features. Therefore, the proposed solution meets the criterion of materiality of differences.
Согласно фиг.3 предложенное устройство содержит два идентичных передающих устройства ПерУ9 и ПерУ62.According to figure 3, the proposed device contains two identical transmitting devices PerU9 and PerU62.
На фиг.2 показана блок-схема передающего устройства ПерУ9, состоящего из резисторов R11, R12, R13, трансформатора Тр 14, датчика тока ДТ1, ключей К15, К16, К17, логических элементов НЕ18, НЕ19, блока питания БП20, преобразователей переменного напряжения в постоянное Пр21, Пр22, Пр23, сумматоров СУМ24, СУМ25, дифференцирующего устройства ДУ26, усилителя переменного тока УП5, логических элементов И27, И28, И29, И30, элементов задержки ЭЗ31, ЭЗ32, выпрямителя В33, пороговых устройств ПУ34, ПУ35, ПУ36, конденсатора С37, триггеров Тг38, Тг39, Тг40, ждущих мультивибраторов ЖМ41, ЖМ42, ЖМ43, ЖМ44, логического элемента ИЛИ45, причем выходы (три фазы высоковольтной линии) Л2 подключены к резисторам R11, R12, R13 соответственно (использованы в макетных образцах согласно патентам - «Фиксатор направления короткого замыкания. Патент №2328752, Гаджибабаев Г.Р.…» и «Система телеизмерения гололедно ветровой нагрузки. Патент №2332765, Гаджибабаев Г.Р.» - указанные патенты подтверждают положительные результаты апробации новой системы передачи информации по высоковольтным линиям 6-10 кВ в виде импульсов постоянного напряжения) и ДТ1 передающего устройства ПерУ9; выход R11 подключен к входам СУМ24, СУМ25, выход R12 - к входам В33, К15 и выходу К17, а выход R13 подключен к входам Тр14, СУМ25; выход Тр14 подключен к входу БП20, а выход НЕ18 подключен к входу управления К15; выход К15 подключен к входам СУМ24, СУМ25, выходы которых подключены к входам Пр22, Пр23 и их выходы подключены к входам НЕ 19, ЭЗ31 и И27 соответственно; выход ДТ1 подключен к входу Пр21, выход которого подключен к входу ДУ26; выход ДУ26 подключен к входу УП5, выход которого подключен к входу К16; выход И27 подключен к входам сброса Тг38, Тг39, Тг40 и входу ЖМ41, выход которого подключен к входу управления К16; выход К16 подключен к входам ПУ34, ПУ35, ПУ36, выходы которых подключены к входам установки Тг38, Тг39, Тг40, а их выходы подключены к входам И28, И29, И30; выход Э331 подключен к входу И27, а выход В33 подключен к входу С37, выход которого подключен к входу К17; выход НЕ19 подключен к входу ЭЗ32, выход которого подключен к входу И28 и НЕ18; выход И28 подключен к входу ЖМ42, выход которого подключен к входам И29 и ИЛИ45; выход И29 подключен к входу ЖМ43, выход которого подключен к входам И30 и ИЛИ45; выход И30 подключен к входу ЖМ44, выход которого подключен к входу ИЛИ45; выход ИЛИ45 подключен к входу К17.Figure 2 shows a block diagram of a transmitting device PerU9, consisting of resistors R11, R12, R13, transformer Tr 14, current sensor DT1, keys K15, K16, K17, logic elements HE18, HE19, power supply BP20, AC voltage converters in constant Pr21, Pr22, Pr23, adders SUM24, SUM25, a differentiating device ДУ26, an amplifier of alternating current UP5, logic elements I27, I28, I29, I30, delay elements EZ31, EZ32, rectifier V33, threshold devices PU34, PU35, PU36, capacitor S37 Triggers Tg38, Tg39, Tg40, waiting for multivibrators ЖМ41, ЖМ42, ЖМ43, Ж 44, of the logical element OR45, and the outputs (three phases of the high-voltage line) L2 are connected to resistors R11, R12, R13, respectively (used in breadboard models according to the patents - “Short circuit directional lock. Patent No. 23218752, Gadzhibabaev GR ...” and "Telemetry system for icy wind load. Patent No. 2332765, Gadzhibabaev GR" - these patents confirm the positive results of testing a new information transmission system via 6-10 kV high-voltage lines in the form of constant voltage pulses) and DT1 transmitting device Twa PerU9; the output R11 is connected to the inputs SUM24, SUM25, the output R12 is connected to the inputs B33, K15 and the output K17, and the output R13 is connected to the inputs Tr14, SUM25; output Tr14 is connected to input BP20, and output HE18 is connected to control input K15; the output of K15 is connected to the inputs of SUM24, SUM25, the outputs of which are connected to the inputs of Pr22, Pr23 and their outputs are connected to the inputs of HE 19, EZ31 and I27, respectively; DT1 output is connected to Pr21 input, the output of which is connected to DU26 input; output ДУ26 is connected to input UP5, the output of which is connected to input K16; output I27 is connected to the reset inputs Tg38, Tg39, Tg40 and input ZhM41, the output of which is connected to the control input K16; K16 output is connected to the inputs of PU34, PU35, PU36, the outputs of which are connected to the inputs of the installation Tg38, Tg39, Tg40, and their outputs are connected to the inputs I28, I29, I30; output E331 is connected to input I27, and output B33 is connected to input C37, the output of which is connected to input K17; output HE19 is connected to input EZ32, the output of which is connected to input I28 and HE18; output И28 is connected to input ЖМ42, the output of which is connected to inputs И29 and ИЛИ45; output И29 is connected to input ЖМ43, the output of which is connected to inputs И30 and ИЛИ45; the I30 output is connected to the input of the ЖМ44, the output of which is connected to the input of OR45; output OR45 is connected to input K17.
На фиг.2 также показана блок-схема приемного устройства ПрУ46, состоящего из резисторов R47, R48, фильтра низких частот ФНЧ49, сумматора СУМ50, преобразователя переменного напряжения в постоянное Пр51, логического элемента НЕ52, элемента задержки ЭЗ53, ждущего мультивибратора ЖМ54, логического элемента И55, счетчика импульсов Сч56, исполнительного элемента ИЭ6, Кроме того, в приемном устройстве добавлен канал (фиг.3), состоящий из элемента задержки ЭЗ57, ждущего мультивибратора ЖМ58, логического элемента И59, счетчика импульсов Сч60, исполнительного элемента ИЭ61. Выход Л2 подключен к входам R47, R48, выходы которых подключены к входам СУМ50, а выход R48 дополнительно подключен к входу ФНЧ50; СУМ50, Пр51, НЕ52 включены последовательно, а выход НЕ52 подключен к входам ЭЗ53, ЭЗ57 и входам сброса Сч56, Сч60; ЭЗ53 и ЖМ54 включены последовательно, а выходы ЖМ54 и ФНЧ49 подключены к входам И55; выход И55 включен к входу Сч56, выход которого включен к входу ИЭ6; Э357 и ЖМ58 включены последовательно, а выходы ЖМ58 и ФНЧ49 подключены к входам И59; выход И59 включен к входу Сч60, выход которого включен к входу ИЭ61. На фиг.3 показано, что передающие устройства ПерУ9 и ПерУ62 устанавливаются в двух отпайках (ответвлениях) Л2а и Л2б линии Л2, и на фиг.4 приведены графики напряжений, для случая когда ток замыкания на землю проходит только по одной отпайке.Figure 2 also shows a block diagram of a receiving device PrU46, consisting of resistors R47, R48, a low-pass filter LPF49, an adder SUM50, an AC / DC converter Pr51, a logic element HE52, a delay element EZ53, a waiting multivibrator ZhM54, a logical element I55 , pulse counter Sch56, actuator IE6, In addition, a channel has been added to the receiver (Fig. 3), consisting of a delay element EZ57, waiting for the ZhM58 multivibrator, logic element I59, pulse counter Sch60, actuator that IE61. The L2 output is connected to the R47, R48 inputs, the outputs of which are connected to the SUM50 inputs, and the R48 output is additionally connected to the LPF50 input; SUM50, Pr51, HE52 are connected in series, and the output of HE52 is connected to the inputs EZ53, EZ57 and the reset inputs Sch56, Sch60; EZ53 and ZhM54 are connected in series, and the outputs of ZhM54 and low-
Функционирование фиксатора направления замыкания на землю согласно фиг.2 заключается в следующем.The operation of the latch direction of the earth fault according to figure 2 is as follows.
В рабочем режиме работы линии благодаря высокоомным (4-6 мОм) сопротивлениям R11, R12, R13 номинальные фазные напряжения линии
При открытом ключе К15 на выходах СУМ24, СУМ25 формируются сигналы линейного напряжения uл и напряжения нулевой последовательности u0 (при наличии замыкания на землю). Для формирования логической 1 и 0 далее использованы Пр22, Пр23.When the K15 key is open, the outputs SUM24, SUM25 generate signals of linear voltage u l and zero-sequence voltage u 0 (in the presence of an earth fault). For the formation of logical 1 and 0, Pr22, Pr23 are further used.
В обмотке катушки ДТ1 наводится напряжение ui от токов в фазах линии аналогично как в прототипе, и на выходе Пр21 формируется постоянное напряжение. До замыкания на землю на выходе ДТ1 имеется напряжение, наведенное токами нагрузки, и его значение можно снизить, выбирая соответствующее место крепления передающего устройства на опоре между проводами. В момент замыкания на землю на выходе Пр21 появляется приращение постоянного напряжения, пропорциональное току замыкания на землю (изменение тока нагрузки считается маловероятным в момент замыкания на землю, т.к. линейные напряжения при этом остаются неизменными), передающееся на выход ДУ26 и далее усиливаемое УП5.The voltage u i from the currents in the phases of the line is induced in the winding of the DT1 coil in the same way as in the prototype, and a constant voltage is formed at the output of Pr21. Before ground fault at the output of DT1 there is a voltage induced by the load currents, and its value can be reduced by choosing the appropriate mounting location of the transmitting device on the support between the wires. At the time of a ground fault at the output of Pr21, a DC voltage increment proportional to the earth fault current appears (a change in the load current is considered unlikely at the moment of an earth fault, since the linear voltages remain unchanged), which is transmitted to the output ДУ26 and further amplified by UP5 .
При замыкании на землю из-за появления u0, на оба входа И27 поступают логические 1 (роль ЭЗ31 заключается в том, чтобы при включении линии до окончания переходных процессов не происходило ложное срабатывание). От переднего фронта импульса выходного сигнала И27 (момент t1 на фиг.4) срабатывает ЖМ41 и одновременно происходит сброс Тг38, Тг39, Тг40 и открытие К16 выходным сигналом ЖМ41 кратковременно. При этом выходной сигнал УП5 (на фиг.4 приведено значение 3 В≥u1≥2 В на его выходе для ПерУ9, установленного в начале отпайки до места замыкания на землю, и значение 2 В≥u1≥1 В для ПерУ62, установленного в начале отпайки, где отсутствует замыкание на землю) попадает на входы ПУ34 - ПУ36, имеющие разные уставки срабатывания.When a ground fault occurs due to the appearance of u 0 , logical 1 is supplied to both inputs of I27 (the role of EZ31 is that when the line is turned on before the end of transient processes, false operation does not occur). From the leading edge of the pulse of the output signal I27 (moment t 1 in Fig. 4), the LM41 is triggered and simultaneously Tg38, Tg39, Tg40 is reset and K16 is opened by the output signal of the ZhM41 for a short time. In this case, the output signal UP5 (Fig. 4 shows the value of 3 V≥u 1 ≥2 V at its output for PerU9 installed at the beginning of the soldering to the point of earth fault, and the value 2 V≥u 1 ≥1 V for PerU62 installed at the beginning of the soldering, where there is no short circuit to the ground) it enters the inputs PU34 - PU36, which have different operation settings.
При значениях уставок срабатывания, ПУ34, ПУ35, ПУ36, равных 1, 2 и 3 В соответственно в ПерУ9 сработают Тг38, Тг39, а в ПерУ62 - Тг38 (напряжения u2, u3, и u4 на выходах триггеров ПерУ9 приведены на фиг.4). В момент t2 отключения линии (при замыкании на землю релейной защитой или вручную) на выходе ЭЗ32 через НЕ19 появляется логическая 1 с задержкой t3-t2 и через И28 передним фронтом импульса срабатывает ЖМ42. В момент t3 на выходе ЖМ42 появляется импульс. От заднего фронта импульса ЖМ42 срабатывает ЖМ43 и т.д. В нашем случае импульсы u5, u6 появляются на выходах ЖМ42 и ЖМ43 в ПерУ9. На выходе ЭЗ32 ПерУ62 логическая 1 появляется с задержкой t4-t2 (u5 изображен пунктиром). С задержкой, после отключения линии через ЭЗ32 и НЕ18 отключается К15.With the values of the operation settings, ПУ34, ПУ35, ПУ36, equal to 1, 2, and 3 V, respectively, in ТРУ9 Тг38, Тг39 will operate, and in ПУУ62 - Тг38 (voltages u 2 , u 3 , and u 4 at the outputs of the triggers PerУ9 are shown in FIG. four). At the time t 2 of the line shutdown (when the relay is shorted to ground or manually),
Импульсы с выходов ждущих мультивибраторов через ИЛИ45 поступают на вход управления К17 и через этот ключ постоянное напряжение С37 (200-400 В) передается через R12 в линию (К15 закрыт) за время существования выходных импульсов ждущих мультивибраторов. На сопротивлении утечки линии выделяется сигнал постоянного напряжения, поступающий на вход ПрУ46 (см. вышеуказанные патенты).The pulses from the outputs of the waiting multivibrators through OR45 go to the control input K17 and through this switch the constant voltage C37 (200-400 V) is transmitted through R12 to the line (K15 is closed) during the existence of the output pulses of the waiting multivibrators. On the line leakage resistance, a constant voltage signal is supplied to the PrU46 input (see the above patents).
В рабочем режиме через R47 и R48 на выходе СУМ50 формируется сигнал линейного напряжения, благодаря которому через Пр51 и НЕ52 блокируется работа И55 и И59 для исключения ложного срабатывания счетчиков.In operating mode, through R47 and R48, a linear voltage signal is generated at the SUM50 output, due to which I55 and I59 work is blocked through Pr51 and HE52 to prevent false counters.
При отключении линии сигнал uл на выходе СУМ50 равен нулю и на выходе НЕ52 появляется логическая 1 и происходит сброс Сч56 и Сч60. Благодаря ЭЗ53 и ЭЗ57 задерживается пуск ЖМ54 и ЖМ58 на время t5-t2 и t7-t2 соответственно от момента отключения линии. Далее запускаются эти ждущие мультивибраторы с интервалами импульсов на выходе t6-t5 и t8-t7 соответственно. За эти интервалы времени с R48 поступают на вход ФНЧ49 импульсы с выходов ПрУ9 и ПерУ62. Согласно фиг.4 импульсы ПерУ9 записываются в Сч56, а ПерУ62 - в Сч60. Соответственно ИЭ6 и ИЭ61 зафиксируют 2 и 1 импульс соответственно. Это свидетельствует о том, что в отпайке с ПерУ9 имеется больший ток, чем в другой, и, значит, замыкание на землю произошло за местом установки ПерУ9.When the line is disconnected, the signal u l at the SUM50 output is equal to zero and logical 1 appears at the output of HE52 and the Sch56 and Sch60 are reset. Thanks to EZ53 and EZ57, the start-up of the ZhM54 and ZhM58 is delayed for a time t 5 -t 2 and t 7 -t 2, respectively, from the moment the line was disconnected. Next, these waiting multivibrators are started with pulse intervals at the output t 6 -t 5 and t 8 -t 7, respectively. During these time intervals, R48 receives pulses from the outputs of PrU9 and PerU62 at the input of the low-
Согласно описанию при неустойчивых замыканиях на землю при исчезновении и появлении вновь напряжения нулевой последовательности триггеры сбрасываются и происходит обновление их значений.According to the description, with unstable earth faults when the zero sequence voltage disappears and reappears, the triggers are reset and their values are updated.
Принцип работы предлагаемого устройства заключается в сравнительной оценке показаний исполнительных элементов, соответствующих разным передающим устройствам, и тем самым приводит к повышению точности измерений. Место замыкания расположено за передающим устройством, показания которого наибольшие.The principle of operation of the proposed device is a comparative assessment of the readings of the actuators corresponding to different transmitting devices, and thereby leads to increased measurement accuracy. The circuit is located behind the transmitting device, the readings of which are greatest.
Измерения участка замыкания на землю по показаниям только одного передающего устройства является менее точным, так как ток данного повреждения может меняться в широких пределах для одного и того же места из-за неполноты замыкания на землю, в режиме переходного процесса, из-за различной структуры связанной электрической системы и т.д., и поэтому градуировка шкалы прибора в абсолютных единицах (например в амперах) оказывается практически невозможной. Уместно отметить работу релейной защиты по идентификации поврежденного фидера, где в ряде случаев производится сопоставление показаний токов для разных фидеров данной подстанции и в ряде случаев отмечаются их ложные срабатывания. В отличие от этого в предлагаемом устройстве производится сравнительная оценка показаний передающих устройств, измеряющих токи в отпайках одного и того же фидера, где емкостные токи в них пропорциональны емкостному току всего фидера и всегда меньше него. Поэтому предлагаемое устройство по принципу работы может точнее измерить токи при любых режимах протекания тока замыкания.The measurements of the earth fault section according to the readings of only one transmitter are less accurate, since the current of this damage can vary widely for the same place due to incomplete earth fault in the transient mode, due to the different structure of the connected electrical system, etc., and therefore the graduation of the scale of the device in absolute units (for example, in amperes) is practically impossible. It is appropriate to note the operation of relay protection for identifying a damaged feeder, where in some cases the current readings are compared for different feeders of this substation and in some cases their false responses are noted. In contrast to this, in the proposed device, a comparative assessment of the readings of transmitting devices measuring currents in the solders of the same feeder is made, where the capacitive currents in them are proportional to the capacitive current of the entire feeder and always less than it. Therefore, the proposed device, according to the principle of operation, can more accurately measure currents under any modes of flow of the fault current.
Такой подход относительного измерения позволяет использовать предлагаемый прибор в компенсированных и некомпенсированных сетях.This approach of relative measurement allows you to use the proposed device in compensated and uncompensated networks.
После определения направления замыкания на землю необходимо уточнить место замыкания на землю с применением используемых в электрических сетях переносных приборов, и при этом точность работы их также повышается при измерениях на поврежденной отпайке из-за снижения емкостных токов ее неповрежденных фаз.After determining the direction of the earth fault, it is necessary to clarify the place of the earth fault using portable devices used in electric networks, and at the same time, their accuracy also increases when measuring on a damaged tap due to a decrease in the capacitive currents of its undamaged phases.
Особенностью настройки уставок передающих устройств является предотвращение зашкаливания их на участках, где отсутствует замыкание на землю. Для этого нужно правильно подобрать оптимальное количество запоминающих устройств (триггеров, т.е. шкалу) передающих устройств.A feature of setting the settings of transmitting devices is to prevent them from going off scale in areas where there is no earth fault. To do this, you need to correctly select the optimal number of storage devices (triggers, i.e. scale) of transmitting devices.
По имеющимся экспериментальным данным при токе замыкания на землю 1А (при минимальной протяженности всех линий подстанции - 20-30 км) на выходе ДТ1 в некомпенсированных сетях (в России сейчас около 20% сетей 6-35 кВ работает с компенсацией емкостного тока и, соответственно, около 80% - это сети с изолированной нейтралью - журнал Электроинфо. Апрель 2005, №4 (18)) можно получить напряжение 0,1-0,2 В с частотой 50 Гц. Если принять во внимание неполноту замыкания на землю, примем снижение тока до 0.5 А, а возможное максимальное повышение тока замыкания при переходном процессе примем равным 2 А. Подбором коэффициента усиления усилителя переменного тока и уставок срабатывания пороговых устройств можно получить уровни изменений тока замыкания, при котором срабатывает один триггер. Если принять, что каждый последующий триггер передающего устройства срабатывает при изменении тока на 0,5 А, то их необходимое число будет 2/0,5=4 (триггера). Если принять, что в некомпенсированных сетях непредсказуемое изменение тока замыкания является 4-кратным, то минимальное количество триггеров равно четырем. С повышением количества триггеров увеличивается точность измерений.According to the available experimental data, at a ground fault current of 1A (with a minimum length of all substation lines of 20-30 km) at the DT1 output in uncompensated networks (in Russia about 20% of 6-35 kV networks now work with capacitive current compensation and, accordingly, about 80% are networks with isolated neutral - the journal Electroinfo. April 2005, No. 4 (18)) you can get a voltage of 0.1-0.2 V with a frequency of 50 Hz. If we take into account the incompleteness of the earth fault, we take a decrease in current to 0.5 A, and take the possible maximum increase in the fault current during the transient equal to 2 A. By choosing the gain of the AC amplifier and the threshold settings of the threshold devices, we can obtain the levels of changes in the fault current, at which one trigger fires. If we assume that each subsequent trigger of the transmitting device is triggered when the current changes by 0.5 A, then their required number will be 2 / 0.5 = 4 (trigger). If we assume that in uncompensated networks an unpredictable change in the fault current is 4-fold, then the minimum number of triggers is four. With an increase in the number of triggers, the measurement accuracy increases.
В одной из последних разработок в виде переносного прибора «КВАНТ» (измеряет ток замыкания в виде высокочастотных составляющих частотой 550 Гц на землю в компенсированных сетях - описание получено из Интернета) он имеет максимальный коэффициент усиления, равный 1000. Так как расстояние между проводами и прибором равно 6-8 м, а предлагаемое устройство, установленное на опоре между проводами, отдалено от них на расстояние не более 1 м и поскольку напряженность магнитного поля пропорциональна квадрату расстояния, то примем увеличение мощности сигнала на входе предлагаемого устройства равным 72≈50 раз, соответственно коэффициент усиления можно снизить до значения, равного 1000/50=20. С таким коэффициентом усиления устройство будет работать более стабильно с гораздо меньшим влиянием помех.In one of the latest developments in the form of a portable device “QUANT” (it measures the fault current in the form of high-frequency components with a frequency of 550 Hz to earth in compensated networks - a description is received from the Internet) it has a maximum gain of 1000. Since the distance between the wires and the device equal to 6-8 m, and the proposed device, mounted on a support between the wires, is distant from them by a distance of not more than 1 m and since the magnetic field is proportional to the square of the distance, we take an increase in the power drove at the input of the proposed device equal to 7 2 ≈50 times, respectively, the gain can be reduced to a value equal to 1000/50 = 20. With this gain, the device will work more stably with much less interference.
ЛитератураLiterature
1. Борухман В.А., Кудрявцев А.А., Кузнецов А.П. Устройства для определения мест повреждения на воздушных линиях электропередачи 6-750 кВ. - М.: Энергия, 1980, с.76-97.1. Borukhman V.A., Kudryavtsev A.A., Kuznetsov A.P. Devices for determining the location of damage on overhead power lines 6-750 kV. - M .: Energy, 1980, p. 76-97.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010137689/28A RU2468377C2 (en) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | Ground fault directional lock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010137689/28A RU2468377C2 (en) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | Ground fault directional lock |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010137689A RU2010137689A (en) | 2012-03-20 |
| RU2468377C2 true RU2468377C2 (en) | 2012-11-27 |
Family
ID=46029741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010137689/28A RU2468377C2 (en) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | Ground fault directional lock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2468377C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653162C2 (en) * | 2016-04-25 | 2018-05-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Электроавтоматика" | Method to search for ground in the electric network of operational dc |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU650149A1 (en) * | 1976-04-07 | 1979-02-28 | Сибирский научно-исследовательский институт энергетики | Method of detecting power transmission line short-circuiting location |
| RU1022613C (en) * | 1981-12-28 | 1995-07-20 | Всесоюзный научно-исследовательский институт релестроения | Device for protecting power line |
| RU2092867C1 (en) * | 1992-11-16 | 1997-10-10 | Дагестанский Политехнический Институт | Short-circuit direction recording indicator |
| RU2328752C2 (en) * | 2005-09-15 | 2008-07-10 | ООО "Электроавтоматика" | Fixator of short circuit direction |
| EP2012133A1 (en) * | 2007-07-03 | 2009-01-07 | Thomas & Betts International, Inc. | Directional fault current indicator |
-
2010
- 2010-09-09 RU RU2010137689/28A patent/RU2468377C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU650149A1 (en) * | 1976-04-07 | 1979-02-28 | Сибирский научно-исследовательский институт энергетики | Method of detecting power transmission line short-circuiting location |
| RU1022613C (en) * | 1981-12-28 | 1995-07-20 | Всесоюзный научно-исследовательский институт релестроения | Device for protecting power line |
| RU2092867C1 (en) * | 1992-11-16 | 1997-10-10 | Дагестанский Политехнический Институт | Short-circuit direction recording indicator |
| RU2328752C2 (en) * | 2005-09-15 | 2008-07-10 | ООО "Электроавтоматика" | Fixator of short circuit direction |
| EP2012133A1 (en) * | 2007-07-03 | 2009-01-07 | Thomas & Betts International, Inc. | Directional fault current indicator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653162C2 (en) * | 2016-04-25 | 2018-05-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Электроавтоматика" | Method to search for ground in the electric network of operational dc |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010137689A (en) | 2012-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2946139C (en) | Smart sensor network for power grid health monitoring | |
| US7518529B2 (en) | Monitoring device for a medium voltage overhead line | |
| RU2372624C1 (en) | Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation | |
| RU2576340C2 (en) | Method and device for ground fault detection based on change in three-phase current | |
| RU2631025C2 (en) | Detection of direction of weakly resistant short circuit to earth of average voltage with help of linear correlation | |
| US10585133B2 (en) | Electric power fault protection device using single-ended traveling wave fault location estimation | |
| EP3400451A1 (en) | Apparatus for and method of providing measurements of uncertainty in respect of a transfer function | |
| RU2421737C1 (en) | Method of measuring potential of underground structure and device for implementing said method | |
| US20170358913A1 (en) | Overcurrent Element in Time Domain | |
| RU2578726C1 (en) | Method of determining phase voltage, surface resistance and leak current for linear suspended insulator of overhead transmission line and device therefor | |
| RU2468377C2 (en) | Ground fault directional lock | |
| RU2682240C2 (en) | Detecting fault, in particular transient fault in electrical network | |
| KR100592845B1 (en) | Overhead line lightning strike and accident point detection device | |
| EP3486665A1 (en) | Remote measurement of electrical active power | |
| RU2660221C2 (en) | Method and system of switchgear testing for use in electric power transmission equipment | |
| CA3121141C (en) | Method and device for monitoring operation of a switching device for controlled switching applications | |
| Guo et al. | Development of an opposing coils frequency domain electromagnetic method transmitter | |
| RU88859U1 (en) | DEVICE FOR CENTRALIZED PROTECTION AGAINST SINGLE PHASE CIRCUIT TO THE GROUND IN A NETWORK WITH ISOLATED NEUTRAL | |
| RU88221U1 (en) | COMPENSATION AUTOMATIC SETTING SYSTEM | |
| RU2807018C1 (en) | High-voltage direct-connection electric energy meter | |
| RU65661U1 (en) | DEVICE FOR ESTIMATING EARTH'S RESISTANCE FOR A SHORT-TERM EARTHQUAKE FORECAST | |
| SU1045175A1 (en) | Electrical network insulation damage indicator | |
| RU160093U1 (en) | DEVICE FOR LIQUIDATION OF ASYNCHRONOUS REGIME AT THE SITE OF THE GENERATOR POWER UNIT | |
| SU1000944A1 (en) | Device for determination of short-circuiting search direction | |
| SU139007A1 (en) | Method for detecting a single-phase earth fault section in high voltage distribution networks with insulated neutral |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140124 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180910 |