RU2134475C1

RU2134475C1 - Reverse-sequence current filter device for three- phase electrical installation

Info

Publication number: RU2134475C1
Application number: RU98100887A
Authority: RU
Inventors: С.М. Шинкаренко; А.С. Шинкаренко
Original assignee: Шинкаренко Сергей Михайлович; Шинкаренко Александр Сергеевич
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 1999-08-10

Abstract

FIELD: electrical engineering; relay protective gear for power systems. SUBSTANCE: device has three-phase power circuit with current transformers interconnected in delta and connected in series with phase leads, current circuits, and threshold element (relay) that has equalizing coils with leads 1,3 and differential (running) coil with lead 6 both interconnected across leads 2 and 4; novelty is that pole leads are connected through current transformers of different phases to one of differential relays; first pole lead of first-phase transformer is connected to lead of first equalizing coil of differential relay, that of second phase, to pole lead of second equalizing coil of differential relay, and pole lead of third phase, to differential (running) coil lead of differential relay. In this way, reverse-sequence currents can be clamped by connecting one of differential relays to three-phase current protection circuits and that circuit does not include provision for zero-sequence current correction. EFFECT: improved sensitivity, extended regulation range of reverse-sequence phase current settings, simplified circuit arrangement, provision for unification of relays, reduced labor consumption and time required for device adjustment and maintenance. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано для фиксации токов обратной последовательности в устройствах релейной защиты энергосистем. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to relay protection, and can be used to fix the reverse sequence currents in the relay protection devices of power systems.

Известен фильтр-реле тока обратной последовательности типа РТФ-1М, содержащий активно-трансформаторный фильтр тока обратной последовательности (ФТОП), выпрямительный мост и исполнительный орган. Недостатком схемы такого реле является необходимость компенсации тока нулевой последовательности, которая производится соответствующим включением первичных обмоток трансформатора и трансреактора фильтра реле РТФ-1М. A known filter-relay of the reverse sequence current type RTF-1M, containing an active transformer filter of the reverse sequence current (FTOP), a rectifier bridge and an actuator. The drawback of the circuit of such a relay is the need to compensate for the zero sequence current, which is made by the corresponding inclusion of the primary windings of the transformer and transformer of the filter relay RTF-1M.

Известна дифференциальная токовая защита в реле серии РНТ, предназначенное для дифференциальной защиты одной фазы силовых трансформаторов переменного тока, содержащее по силовой цепи электроустановку, подключенные со сторон высокого, среднего и низкого уровней напряжения, в рассечку фаз, трансформаторы тока, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и пороговые органы (реле). Недостатком такого реле является узкая область его применения. Known differential current protection in the relay of the RNT series, designed for the differential protection of one phase of AC power transformers, containing electrical installations on the power circuit, connected from the sides of the high, medium and low voltage levels, in phase disconnection, current transformers forming a differential protection circuit, current circuits and threshold organs (relays). The disadvantage of this relay is its narrow scope.

Известно реле РТ40/Р, применяемое в качестве пускового органа в устройствах резервирования отказа выключателей УРОВ, содержащее трансформатор тока (сумматор) с тремя первичными обмотками и одной вторичной, к которой подключен через выпрямительный мост исполнительный орган. Две первичные обмотки имеют одинаковое количество витков, третья - вдвое больше. The PT40 / P relay is known to be used as a starting element in devices for redundant failure of circuit breakers of circuit breakers containing a current transformer (adder) with three primary windings and one secondary, to which an actuator is connected via a rectifier bridge. Two primary windings have the same number of turns, the third - twice as much.

Недостатком такого реле является ограниченная область применения реле РТ40/Р, сложность конструкции реле за счет применения активно-емкостного фильтра, отсутствие возможности регулирования уставок реле за счет изменения числа витков обмоток сумматора. The disadvantage of such a relay is the limited scope of the PT40 / P relay, the complexity of the relay design due to the use of an active-capacitive filter, the inability to adjust the relay settings due to a change in the number of turns of the totalizer windings.

Известна схема соединения трансформаторов тока по схеме треугольника, а обмоток реле в звезду, содержащая силовую цепь, подключенные в рассечку фаз трансформаторы тока, образующие указанную схему, токовые цепи и пороговые органы (реле). Недостатком такой схемы является чувствительность реле защиты к токам прямой последовательности, т.е. реагирование защиты на симметричные виды коротких замыканий и перегрузок, что ограничивает область ее применения. Данная схема взята за прототип, как наиболее близкая по совокупности существенных признаков с заявленным изобретением. There is a known circuit for connecting current transformers according to a triangle scheme, and relay windings in a star containing a power circuit, phase transformers connected to the phase separation, forming the specified circuit, current circuits and threshold organs (relays). The disadvantage of this circuit is the sensitivity of the protection relay to direct sequence currents, i.e. protection response to symmetrical types of short circuits and overloads, which limits its scope. This scheme is taken as a prototype, as the closest in combination of essential features with the claimed invention.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности устройства фильтра, возможность фиксации токов обратной последовательности путем включения одного дифференциального реле в трехфазные токовые цепи защиты, расширение диапазона регулирования уставок фазного тока обратной последовательности фильтра, упрощение схемы (отказ от компенсации токов нулевой последовательности), унификация релейной номенклатуры, снижение трудозатрат и времени на ее наладку и обслуживание. The technical result of the invention is to increase the sensitivity of the filter device, the possibility of fixing the reverse sequence currents by connecting one differential relay in three-phase current protection circuits, expanding the range of adjustment of the phase current settings of the reverse sequence of the filter, simplifying the circuit (refusal to compensate zero sequence currents), unifying the relay nomenclature , reduction of labor costs and time for its adjustment and maintenance.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается за счет того, что устройство для фильтра токов обратной последовательности трехфазной электрической установки, содержащее по силовой цепи трехфазную сеть, в рассечку фаз которой включены трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника, токовые цепи и пороговый орган (реле), имеющий уравнительные с выводами 1 и 3, дифференциальную (рабочую) с выводом 6 обмотки, соединенные между собой на выходах 2 и 4, отличается тем, что полярные выводы трансформаторов тока разных фаз подключены к одному дифференциальному реле, причем полярный вывод трансформатора тока первой фазы подключен к выводу первой уравнительной обмотки дифференциального реле, полярный вывод второй фазы подключен к выводу второй уравнительной обмотки дифференциального реле, полярный вывод третьей фазы подключен к выводу дифференциальной (рабочей) обмотки дифференциального реле. The technical result of the invention is achieved due to the fact that the device for filtering the currents of the reverse sequence of a three-phase electrical installation, containing a three-phase network along the power circuit, the phase cuts of which include current transformers, interconnected according to a triangle diagram, current circuits and a threshold organ (relay) having equalizing with leads 1 and 3, differential (working) with terminal 6 of the winding, interconnected at outputs 2 and 4, differs in that the polar leads of current transformers are different phases are connected to one differential relay, and the polar terminal of the current transformer of the first phase is connected to the terminal of the first equalizing winding of the differential relay, the polar terminal of the second phase is connected to the terminal of the second equalizing winding of the differential relay, the polar terminal of the third phase is connected to the terminal of the differential (working) differential winding relay.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем - устройство для фильтра токов обратной последовательности трехфазной электрической установки, содержащее по силовой цепи трехфазную сеть, в рассечку фаз которой включены трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника, токовые цепи и пороговый орган (реле), имеющий уравнительные с выводами 1 и 3, дифференциальную (рабочую) с выводом 6 обмотки, соединенные между собой на выводах 2 и 4, особенность заключается в том, что полярные выводы трансформаторов тока разных фаз подключены к одному дифференциальному реле, причем полярный вывод трансформатора тока первой фазы подключен к выводу первой уравнительной обмотки дифференциального реле, полярный вывод второй фазы подключен к выводу второй уравнительной обмотки дифференциального реле, полярный вывод третьей фазы подключен к выводу дифференциальной (рабочей) обмотки дифференциального реле, что поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображены принципиальные схемы первичной (силовой) и вторичной токовых цепей фильтра токов обратной последовательности. На фиг. 2 - 5 изображены векторные диаграммы токов в токовых цепях и дифференциальном реле устройства. The essence of the invention consists in the following - a device for filtering the currents of the negative sequence of a three-phase electrical installation, containing a three-phase network along the power circuit, the phase cuts of which include current transformers connected to each other according to a triangle circuit, current circuits and a threshold organ (relay) having equalizing with terminals 1 and 3, differential (working) with terminal 6 of the winding connected to each other at terminals 2 and 4, the peculiarity is that the polar terminals of the current transformers are different phases are connected to one differential relay, and the polar terminal of the current transformer of the first phase is connected to the terminal of the first equalizing winding of the differential relay, the polar terminal of the second phase is connected to the terminal of the second equalizing winding of the differential relay, the polar terminal of the third phase is connected to the terminal of the differential (working) winding of the differential relay as illustrated by the drawings, where in FIG. 1 shows the schematic diagrams of the primary (power) and secondary current circuits of the reverse sequence current filter. In FIG. 2 - 5 show vector diagrams of currents in current circuits and a differential relay of a device.

Фильт токов обратной последовательности содержит трехфазную первичную сеть 7, 8, 9, трансформаторы тока 10, 11, 12, включенные в рассечку фаз первичной (силовой) цепи, дифференциальное реле 13, имеющее первую 14, вторую 15 уравнительные и дифференциальную (рабочую) 16 обмотки, токовые цепи 17, 18, 19, соединяющие соответствующие трансформаторы тока 10, 11, 12 с выводами дифференциального реле 13-1, 2, 3, 4, 6. The reverse sequence current filter contains a three-phase primary network 7, 8, 9, current transformers 10, 11, 12 included in the phase separation of the primary (power) circuit, a differential relay 13 having a first 14, a second 15 equalizing and differential (working) 16 windings , current circuits 17, 18, 19, connecting the corresponding current transformers 10, 11, 12 with the terminals of the differential relay 13-1, 2, 3, 4, 6.

Устройство для фильтра токов обратной последовательности работает следующим образом. При включении в сеть 7, 8, 9 устройства в силовой цепи последнего протекают первичные токи I_a, I_b, I_c, которые преобразуются в трансформаторах тока 10, 11, 12 во вторичные токи i_a, i_b, i_c, а затем суммируются в схеме треугольника трансформаторов тока 10, 11, 12, что изображено на фиг. 2, в токи i_a-i_b, i_b-i_c, i_c-i_a, которые по проводам (токовым цепям) 17, 18, 19 протекают через первую 14, вторую 15 уравнительные и дифференциальную (рабочую) 16 обмотки реле 13 по своим фазным контурам протекания токов, причем за счет абсолютной симметричности схемы в номинальном режиме ее работы через каждую из обмоток 14, 15, 16 реле 13 одновременно протекают по два фазных тока двух токовых фаз сети и направленных по контурному протеканию схемы встречно. Поскольку уравнительные 14, 15 и дифференциальная (рабочая) 16 обмотки расположены на одном среднем стержне магнитопровода дифференциального реле 13, то суммарные токи в обмотках 14, 15, 16 и магнитные потоки от них в магнитопроводе реле 13 при любых симметричных режимах равны нулю и следовательно защита не работает. Токи нулевой последовательности также не выходят за пределы треугольника трансформаторов тока, не имея пути для замыкания через реле. Устройство сработает при асимметрии токов и потоков в реле 13, превышающей заданный порог чувствительности (выбранную уставку) исполнительного органа (реле) 13. Следовательно фильтр токов обратной последовательности фиксирует несимметричные междуфазные короткие замыкания в силовой цепи 7, 8, 9 с временем работы вплоть до нулевого значения.A device for filtering currents of the negative sequence operates as follows. When a device is connected to the network 7, 8, 9, primary currents I _a , I _b , I _c flow in the power circuit of the latter, which are converted in current transformers 10, 11, 12 into secondary currents i _a , i _b , i _c , and then summarized in the triangle circuit of current transformers 10, 11, 12, as shown in FIG. 2, into currents i _a -i _b , i _b -i _c , i _c -i _a , which flow through wires (current circuits) 17, 18, 19 through the first 14, second 15 equalizing and differential (working) 16 relay windings 13 along their phase contours of the flow of currents, and due to the absolute symmetry of the circuit in the nominal mode of its operation, two phase currents of two current phases of the network simultaneously flow through each of the windings 14, 15, 16 of the relay 13 and are directed along the contour flow of the circuit. Since equalizing 14, 15 and differential (working) 16 windings are located on one middle core of the magnetic circuit of differential relay 13, the total currents in the windings 14, 15, 16 and magnetic flux from them in the magnetic circuit of relay 13 are equal to zero for any symmetrical modes, and therefore protection does not work. Zero-sequence currents also do not go beyond the limits of the triangle of current transformers, having no way to close through a relay. The device will work when the asymmetry of the currents and flows in the relay 13 exceeds a predetermined sensitivity threshold (selected setting) of the actuator (relay) 13. Consequently, the negative sequence current filter captures asymmetric phase to phase short circuits in the power circuit 7, 8, 9 with a working time up to zero values.

При одинаковом числе витков уравнительных первой 14, второй 15 и дифференциальной (рабочей) 16 обмоток фильтруется только составляющая несимметричного тока короткого замыкания (КЗ) обратной последовательности (I₂).With the same number of equalizing turns of the first 14, second 15 and differential (working) 16 windings, only the component of the asymmetric short circuit current (short circuit) of the negative sequence (I ₂ ) is filtered.

При различных соотношениях числа витков уравнительных (первой и второй) и дифференциальной обмоток в зависимости от режима работы сети и расчетных, выбранных из возможностей технических данных реле по токам I₁ и I₂ фильтруется I₁ + KI₂.For various ratios of the number of equalizing (first and second) turns and differential windings, depending on the operating mode of the network and the design windings selected from the technical data capabilities of the relay, the currents I ₁ and I _{2 are} filtered by I ₁ + KI ₂ .

Claims

A reverse sequence current filter of a three-phase electrical installation, comprising current transformers included in the phase separation of a three-phase network, connected to each other according to a triangle diagram, current circuits and a differential relay with first and second equalizing and differential windings located on one core of the magnetic circuit, characterized in that the polar the terminal of the current transformer of the first phase is connected to the terminal of the first equalizing winding, the polar terminal of the second phase is connected to the terminal of the second equalizing winding and polar third phase output connected to the terminal of differential winding, the other terminals of the differential relay coils interconnected.