Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2530543C1 - Protective device for two parallel lines - Google Patents

Protective device for two parallel lines Download PDF

Info

Publication number
RU2530543C1
RU2530543C1 RU2013128791/07A RU2013128791A RU2530543C1 RU 2530543 C1 RU2530543 C1 RU 2530543C1 RU 2013128791/07 A RU2013128791/07 A RU 2013128791/07A RU 2013128791 A RU2013128791 A RU 2013128791A RU 2530543 C1 RU2530543 C1 RU 2530543C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
line
multiplier
elements
phase
Prior art date
Application number
RU2013128791/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марк Яковлевич Клецель
Бауыржан Ерболович Машрапов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2013128791/07A priority Critical patent/RU2530543C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2530543C1 publication Critical patent/RU2530543C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: the device comprises the first, second and third current relays coupled to secondary windings of the current transformers for the respective A, B, C phases of the first line; the fourth, fifth and sixth current relays coupled to secondary windings of the current transformers for the respective A, B, C phases of the second line, the first, second, third and fourth AND elements and each of the above elements is coupled to the respective current relay. The first OR element is connected to the first, second and third AND elements. The first multiplier and the fourth comparing element are coupled to the secondary winding of the phase A of the current transformer in the first line. The second multiplier and the fifth comparing element are coupled to the secondary winding of the phase B of the current transformer in the first line. The third multiplier and the sixth comparing element are coupled to the secondary winding of the phase C of the current transformer in the first line. The fourth multiplier and the first comparing element are coupled to the secondary winding of the phase A of the current transformer in the second line. The fifth multiplier and the second comparing element are coupled to the secondary winding of the phase B of the current transformer in the second line. The sixth multiplier and the third comparing element are coupled to the secondary winding of the phase C of the current transformer in the second line. The fifth and sixth AND elements are coupled to the second OR element.
EFFECT: device reliability improvement.
5 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты двух параллельных линий.The invention relates to electrical engineering, in particular to a relay protection technique, and can be used to protect two parallel lines.

Известно устройство для защиты двух параллельных линий [Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высш. шк., 2008. - С.328-337], содержащее реле направления мощности, подключенное к трансформаторам тока линий и трансформатору напряжения, и реле тока, подключенные к этим же трансформаторам тока. При этом выходы реле направления мощности и реле тока включены в цепь отключения выключателя.A device for protecting two parallel lines [Andreev V.A. Relay protection and automation of power supply systems. - M .: Higher. shk., 2008. - S.328-337], containing the power direction switch connected to the line current transformers and the voltage transformer, and the current relay connected to the same current transformers. The outputs of the power direction switch and current relay are included in the circuit breaker circuit breaker.

Недостатками данного устройства являются наличие мертвой зоны из-за использования реле направления мощности, неправильная работа при обрыве провода с односторонним коротким замыканием и малая чувствительность из-за необходимости отстройки от максимальных токов нагрузки и токов в неповрежденных фазах.The disadvantages of this device are the presence of a dead zone due to the use of a power direction relay, improper operation when a wire break with a one-sided short circuit, and low sensitivity due to the need to tune from the maximum load currents and currents in undamaged phases.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты двух параллельных линий [RU 2313875 C1, МПК H02H3/28, H02H7/26 (2006.01), опубл. 27.12.2007], содержащее первый элемент ИЛИ и первое выходное реле, входом подключенное к выходу первого элемента ИЛИ, а выходом в цепь отключения выключателя первой из двух параллельных линий, второй элемент ИЛИ и второе выходное реле, входом подключенное к выходу второго элемента ИЛИ, а выходом в цепь отключения выключателя второй линии, и для двух одноименных фаз линий по реле тока и реле направления мощности, подключенных к трансформаторам тока этих фаз, по первому и второму элементу И, первым входом подключенных к разноименным выходам реле направления мощности, вторым - к последовательно включенным контактам выключателей, а третьим - к выходу реле тока, причем выход первого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента И - к первому входу второго элемента ИЛИ. Первое, второе и третье реле тока входами подключены к трансформаторам тока соответственно фаз А, В, С первой линии. Третий элемент И и третий элемент ИЛИ входами подключены к выходам первого, второго и третьего реле тока. Четвертое, пятое, шестое реле тока подключены к трансформаторам тока соответственно фаз А, В, С второй линии. Четвертый элемент И и четвертый элемент ИЛИ подключены к выходам четвертого, пятого и шестого реле тока. Первый элемент ИЛИ-НЕ входами подключен к выходам первого и четвертого реле тока, а второй элемент ИЛИ-НЕ - к выходам второго и пятого реле тока. Третий элемент ИЛИ-НЕ подключен к выходам третьего и шестого реле тока. Пятый и шестой элементы ИЛИ входами подключены к выходам элементов ИЛИ-НЕ и к выходу соответственно четвертого и третьего элементов И. Выход третьего элемента ИЛИ подключен к четвертому входу второго элемента И. Выход четвертого элемента ИЛИ подключен к четвертому входу первого элемента И. Выход пятого и шестого элементов ИЛИ подключен к пятому входу соответственно первого и второго элементов И.Closest to the proposed device is to protect two parallel lines [RU 2313875 C1, IPC H02H3 / 28, H02H7 / 26 (2006.01), publ. 12.27.2007], containing the first OR element and the first output relay, connected to the output of the first OR element, and the output to the circuit breaker circuit breaker of the first of two parallel lines, the second OR element and the second output relay, connected to the output of the second OR element, and the output to the circuit breaker circuit breaker of the second line, and for two phases of the same name by current relay and power direction switch connected to the current transformers of these phases, by the first and second element And, the first input connected to the opposite outputs of the relay n power directions, the second to the contacts of the switches connected in series, and the third to the output of the current relay, the output of the first AND element connected to the first input of the first OR element, and the output of the second AND element to the first input of the second OR element. The first, second and third current relays are connected by inputs to current transformers of phases A, B, C of the first line, respectively. The third element AND and the third element OR inputs connected to the outputs of the first, second and third current relays. The fourth, fifth, sixth current relays are connected to current transformers of phases A, B, C of the second line, respectively. The fourth AND element and the fourth OR element are connected to the outputs of the fourth, fifth and sixth current relays. The first OR-NOT element is connected to the outputs of the first and fourth current relays by inputs, and the second OR-NOT element is connected to the outputs of the second and fifth current relays. The third element is OR NOT connected to the outputs of the third and sixth current relays. The fifth and sixth OR elements are connected to the outputs of the OR-NOT elements and to the output of the fourth and third elements I. The output of the third OR element is connected to the fourth input of the second element I. The output of the fourth OR element is connected to the fourth input of the first element I. The output of the fifth and of the sixth element OR is connected to the fifth input, respectively, of the first and second elements I.

Недостатками данного устройства являются малая надежность из-за использования цепей напряжения, которые повреждаются чаще, чем токовые цепи, и глубокое понижение напряжения, которое может приводить к излишнему срабатыванию защиты, как следствие, даже к крупной аварии, например к техногенной аварии в США 1995 г. [Кощеев Л.А., Семенов В.А. Системные аварии в Западном энергообъединении США // Электричество. 1997. №10. С.24-28].The disadvantages of this device are the low reliability due to the use of voltage circuits, which are damaged more often than current circuits, and a deep decrease in voltage, which can lead to unnecessarily triggered protection, as a result, even to a major accident, for example, to a man-made accident in the USA in 1995 . [Koshcheev L.A., Semenov V.A. Systemic accidents in the Western United States Energy // Electricity. 1997. No. 10. S.24-28].

Задачей изобретения является повышения надежности устройства.The objective of the invention is to increase the reliability of the device.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство для защиты двух параллельных линий, так же как и в прототипе, содержит первое, второе и третье реле тока, подключенные к вторичным обмоткам трансформаторов тока соответствующих фаз А, В, С первой линии, четвертое, пятое и шестое реле тока, подключенные к вторичным обмоткам трансформаторов тока соответствующих фаз А, В, С второй линии, первый, второй, третий, четвертый элементы И, каждый из которых подключен к соответствующему реле тока, первый элемент ИЛИ подключен к первому, второму и третьему элементам И, а второй элемент ИЛИ подключен к четвертому элементу И.The problem is solved due to the fact that the device for protecting two parallel lines, as in the prototype, contains the first, second and third current relays connected to the secondary windings of current transformers of the corresponding phases A, B, C of the first line, fourth, fifth and a sixth current relay connected to the secondary windings of the current transformers of the corresponding phases A, B, C of the second line, the first, second, third, fourth AND elements, each of which is connected to the corresponding current relay, the first OR element is connected to the first, second and temu element and a second OR gate connected to the fourth element I.

Согласно изобретению первый умножитель и четвертый элемент сравнения подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы А первой линии. Первый умножитель подключен к первому элементу сравнения. Второй умножитель и пятый элемент сравнения подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы В первой линии. Второй умножитель подключен к второму элементу сравнения. Третий умножитель и шестой элемент сравнения подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы С первой линии. Третий умножитель подключен к третьему элементу сравнения. Четвертый умножитель и первый элемент сравнения подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы А второй линии. Четвертый умножитель подключен к четвертому элементу сравнения. Пятый умножитель и второй элемент сравнения подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы В второй линии. Пятый умножитель подключен к пятому элементу сравнения. Шестой умножитель и третий элемент сравнения подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы С второй линии. Шестой умножитель подключен к шестому элементу сравнения. Пятое и шестое реле тока соответственно подключены к пятому и шестому элементу И. Первый, второй и третий элементы сравнения соответственно подключены к первому второму и третьему элементам. Четвертый, пятый и шестой элементы сравнения соответственно подключены к четвертому, пятому и шестому элементам И. Пятый и шестой элементы И подключены к второму элементу ИЛИ. Выход первого элемента ИЛИ подключен в цепь отключения выключателя второй линии, а выход второго элемента ИЛИ подключен в цепь отключения выключателя первой линии.According to the invention, the first multiplier and the fourth comparison element are connected to the secondary winding of the phase A current transformer of the first line. The first multiplier is connected to the first comparison element. The second multiplier and the fifth comparison element are connected to the secondary winding of the phase B current transformer of the first line. The second multiplier is connected to the second comparison element. The third multiplier and the sixth comparison element are connected to the secondary winding of the phase C current transformer of the first line. The third multiplier is connected to the third comparison element. The fourth multiplier and the first comparison element are connected to the secondary winding of the phase A current transformer of the second line. The fourth multiplier is connected to the fourth comparison element. The fifth multiplier and the second comparison element are connected to the secondary winding of the phase B current transformer of the second line. The fifth multiplier is connected to the fifth comparison element. The sixth multiplier and the third comparison element are connected to the secondary winding of the phase C current transformer of the second line. The sixth multiplier is connected to the sixth comparison element. The fifth and sixth current relays are respectively connected to the fifth and sixth element I. The first, second and third comparison elements are respectively connected to the first second and third elements. The fourth, fifth and sixth elements of comparison are respectively connected to the fourth, fifth and sixth elements of I. The fifth and sixth elements of AND are connected to the second element of OR. The output of the first OR element is connected to the circuit breaker circuit of the second line, and the output of the second OR element is connected to the circuit circuit of the circuit breaker of the first line.

Использование данного устройства позволяет исключить цепи напряжения, что повышает надежность устройства.Using this device eliminates the voltage circuit, which increases the reliability of the device.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство.In FIG. 1 presents the proposed device.

На фиг. 2 представлена схема двух параллельных линий с короткими замыканиями между фазами А и В на первой линии вне зоны каскадного действия и в ней.In FIG. 2 is a diagram of two parallel lines with short circuits between phases A and B on the first line outside the cascade zone and in it.

На фиг. 3 представлена схема двух параллельных линий с двойными замыканиями на землю фазы А на первой линии и фазы С линии, отходящей от шин противоположной подстанции, вне зоны каскадного действия и в ней.In FIG. 3 is a diagram of two parallel lines with double earth faults of phase A on the first line and phase C of the line extending from the buses of the opposite substation, outside the cascade zone and in it.

На фиг. 4 представлена схема двух параллельных линий с короткими замыканиями на землю фазы А на первой линии вне зоны каскадного действия и в ней.In FIG. 4 is a diagram of two parallel lines with short circuits of phase A ground on the first line outside the cascade zone and in it.

На фиг. 5 представлена схема двух параллельных линий с обрывом фазы А на первой линии.In FIG. 5 is a diagram of two parallel lines with phase A break on the first line.

Устройство для защиты двух параллельных линий содержит первое 1 (фиг. 1), второе 2, третье 3 реле тока, которые соответственно подключены к вторичным обмоткам первого 4, второго 5, третьего 6 трансформаторов тока фаз А, В, С первой линии 7 (фиг. 2). Четвертое 8 (фиг.1), пятое 9, шестое 10 реле тока соответственно подключены к вторичным обмоткам четвертого 11, пятого 12, шестого 13 трансформаторов тока соответствующих фаз А, В, С второй линии 14 (фиг. 2).The device for protecting two parallel lines contains the first 1 (Fig. 1), second 2, third 3 current relays, which are respectively connected to the secondary windings of the first 4, second 5, third 6 current transformers of phases A, B, C of the first line 7 (Fig. . 2). The fourth 8 (figure 1), fifth 9, sixth 10 current relays are respectively connected to the secondary windings of the fourth 11, fifth 12, sixth 13 current transformers of the corresponding phases A, B, C of the second line 14 (Fig. 2).

Входы первого элемента И 15 (И1) (фиг. 1) подключены к выходам первого реле тока 1 и первому элементу сравнения 16 (С1). Входы второго элемента И 17 (И2) подключены к выходам второго реле тока 2 и второго элемента сравнения 18 (С2). Входы третьего элемента И 19 (И3) подключены к выходам третьего реле тока 3 и третьего элемента сравнения 20 (С3). Входы четвертого элемента И 21 (И4) подключены к выходам четвертого реле тока 8 и четвертого элемента сравнения 22 (С4). Входы пятого элемента И 23 (И5) подключены к выходам пятого реле тока 9 и пятого элемента сравнения 24 (С5). Входы шестого элемента И 25(И6) подключены к выходам шестого реле тока 10 и шестого элемента сравнения 26 (С6). Входы первого элемента ИЛИ 27 (ИЛИ 1) подключены к выходам первого 15 (И1), второго 17 (И2) и третьего 19 (И3) элементов И. Входы второго элемента ИЛИ 28 (ИЛИ2) подключены к выходам четвертого 21 (И4), пятого 23 (И5) и шестого 25 (И6) элементов И. Выходы первого 27 (ИЛИ1) и второго 28 (ИЛИ2) элементов ИЛИ соответственно подключены в цепи отключения выключателей 29 (фиг. 2) линии 14 и 30 линии 7. Первый 31 (У1) (фиг. 1), второй 32 (У2), третий 33 (У3) умножители и входы четвертого 22 (С4), пятого 24 (С5), шестого 26 (С6) элементов сравнения соответственно подключены к вторичным обмоткам первого 4, второго 5, третьего 6 трансформаторов тока. Четвертый 34 (У4), пятый 35 (У5), шестой 36 (У6) умножители и входы первого 16 (С1), второго 18 (С2), третьего 20 (С3) элементов сравнения соответственно подключены к вторичным обмоткам четвертого 11, пятого 12 и шестого 13 трансформаторов тока. Первый 16 (С1), второй 18 (С2), третий 20 (С3), четвертый 22 (С4), пятый 24 (С5), шестой 26 (С6) элементы сравнения соответственно подключены входами к выходам первого 31 (У1), второго 32 (У2), третьего 33 (У3), четвертого 34 (У4), пятого 35 (У5) и шестого 36 (У6) умножителя.The inputs of the first element And 15 (I1) (Fig. 1) are connected to the outputs of the first current relay 1 and the first element of comparison 16 (C1). The inputs of the second element And 17 (I2) are connected to the outputs of the second current relay 2 and the second comparison element 18 (C2). The inputs of the third element And 19 (I3) are connected to the outputs of the third current relay 3 and the third comparison element 20 (C3). The inputs of the fourth element And 21 (And4) are connected to the outputs of the fourth current relay 8 and the fourth comparison element 22 (C4). The inputs of the fifth element And 23 (I5) are connected to the outputs of the fifth current relay 9 and the fifth comparison element 24 (C5). The inputs of the sixth element And 25 (I6) are connected to the outputs of the sixth current relay 10 and the sixth comparison element 26 (C6). The inputs of the first element OR 27 (OR 1) are connected to the outputs of the first 15 (И1), second 17 (И2) and third 19 (И3) elements I. The inputs of the second element OR 28 (OR2) are connected to the outputs of the fourth 21 (И4), fifth 23 (I5) and sixth 25 (I6) elements I. The outputs of the first 27 (OR1) and second 28 (OR2) elements OR are respectively connected to the circuit breakers 29 (Fig. 2) of line 14 and 30 of line 7. First 31 (Y1 ) (Fig. 1), second 32 (Y2), third 33 (Y3) multipliers and inputs of the fourth 22 (C4), fifth 24 (C5), sixth 26 (C6) comparison elements, respectively, are connected to the secondary windings of the first 4 , second 5, third 6 current transformers. The fourth 34 (U4), fifth 35 (U5), sixth 36 (U6) multipliers and inputs of the first 16 (C1), second 18 (C2), third 20 (C3) comparison elements are respectively connected to the secondary windings of the fourth 11, fifth 12 and Sixth 13 current transformers. The first 16 (C1), second 18 (C2), third 20 (C3), fourth 22 (C4), fifth 24 (C5), sixth 26 (C6) comparison elements are respectively connected by inputs to the outputs of the first 31 (U1), second 32 (V2), third 33 (V3), fourth 34 (V4), fifth 35 (V5) and sixth 36 (V6) multiplier.

В качестве реле тока могут быть использованы реле типа РТ-40. Элементы сравнения, ИЛИ и И, усилители могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя amtel АТ89S53.As a current relay, relays of the RT-40 type can be used. Comparison elements, OR and AND, amplifiers can be performed on a series 51 microcontroller from amtel AT89S53.

Принцип работы устройства заключается в определении поврежденной линии путем сравнения токов одноименных фаз двух параллельных линий по абсолютной величине и запрете работы на отключение первой (второй) линии, если в любой из фаз второй (первой) линии нет тока при каскадном отключении повреждения, обрыве провода с односторонним заземлением, ошибочном или самопроизвольном отключении линии с противоположной стороны.The principle of operation of the device is to determine the damaged line by comparing the currents of the same phases of two parallel lines in absolute value and prohibiting operation to turn off the first (second) line if there is no current in any of the phases of the second (first) line when the damage is cascaded, wire break with unilateral grounding, erroneous or spontaneous disconnection of the line from the opposite side.

Выбор поврежденной линии осуществляется элементами сравнения первым 16 (С1), вторым 18 (С2), третьим 20 (С3), четвертым 22 (С4), пятым 24 (С5), шестым 26 (С6) из условия, что ток в поврежденной линии больше тока в неповрежденной в k раз. При выполнении этого условия подается сигнал на отключение соответствующей линии. На выходах элементов сравнения 16 (С1), 18 (С2), 20 (С3) сигналы на отключение второй линии появляются, если соответственно выполняются следующие условия:The selection of the damaged line is carried out by the first 16 (C1), second 18 (C2), third 20 (C3), third 20 (C3), fourth 22 (C5), fifth 24 (C5), sixth 26 (C6) elements of the condition that the current in the damaged line is greater current intact k times. When this condition is met, a signal is sent to disable the corresponding line. At the outputs of the comparison elements 16 (C1), 18 (C2), 20 (C3), signals to disable the second line appear if the following conditions are met, respectively:

IА2 ≥ k·IА1 I A2 ≥ k · I A1 (1)(one) IВ2 ≥ k·IВ1 I B2 ≥ k · I B1 (2)(2) IС2 ≥ k·IС1 I C2 ≥ k · I C1 (3)(3)

где IA1, IВ1, IС1 и IA2, IВ2, IС2 - токи в фазах А, В, С линий 7, 14;where I A1 , I B1 , I C1 and I A2 , I B2 , I C2 - currents in phases A, B, C of lines 7, 14;

k - коэффициент отстройки.k is the offset coefficient.

На выходах элементов сравнения 22 (С4), 24 (С5), 26 (С6) сигналы на отключение первой линии появляются, если соответственно выполняются следующие условия:At the outputs of the comparison elements 22 (C4), 24 (C5), 26 (C6), the signals to turn off the first line appear if the following conditions are met, respectively:

IА1 ≥ k·IА2 I A1 ≥ k · I A2 (4)(four) IВ1 ≥ k·IВ2 I B1 ≥ k · I B2 (5)(5) IС1 ≥ k·IС2 I C1 ≥ k · I C2 (6)(6)

Значение k определяют следующим образом. Оно должно быть таким, чтобы защита не срабатывала излишне, когда короткие замыкания на линиях отсутствуют, а отношение токов в их одноименных фазах максимально. Это имеет место при трехфазных коротких замыканиях на шинах противоположной подстанции, когда погрешность ε1 трансформаторов тока достигает максимального значения. Также учтем погрешности ε2, учитывающую разницу в сопротивлениях линий, и ε3 устройства. В соответствии с существующими допущениями принимаем ε1=0,1, ε2=0,02, ε3=0,02. ТогдаThe value of k is determined as follows. It should be such that the protection does not work unnecessarily when there are no short circuits on the lines, and the ratio of currents in their phases of the same name is maximum. This occurs during three-phase short circuits on the buses of the opposite substation, when the error ε 1 of the current transformers reaches its maximum value. We also take into account the errors ε 2 , taking into account the difference in the line resistances, and ε 3 devices. In accordance with existing assumptions, we take ε 1 = 0.1, ε 2 = 0.02, ε 3 = 0.02. Then

k = | I к ф | | I к ф | 1 + ε 2 1 ε 1 ε 2 ε 3 = 1,18

Figure 00000001
, k = | | | I to f | | | | | | I to f | | | one + ε 2 one - ε one - ε 2 - ε 3 = 1.18
Figure 00000001
,

где | I к ф |

Figure 00000002
- ток в фазах линий при трехфазном КЗ на шинах противоположной подстанции без учета погрешностей; с запасом принимают k=1,2.Where | | | I to f | | |
Figure 00000002
- current in the phases of the lines with a three-phase short circuit on the tires of the opposite substation without taking into account errors; with a margin take k = 1.2.

Токи срабатывания первого 1, второго 2, третьего 3, четвертого 8, пятого 9, шестого 10 реле тока отстраиваются от токов холостого хода линий.The operation currents of the first 1, second 2, third 3, fourth 8, fifth 9, sixth 10 current relays are detached from the open circuit currents of the lines.

Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме токи одноименных фаз обеих линий равны. Поэтому неравенства (1-3) в первом 16 (С1), втором 18 (С2), третьем 20 (С3) элементах сравнения и неравенства (4-6) в четвертом 22 (С4), пятом 24 (С5), шестом 26 (С6) элементах сравнения не выполняются, на их выходах сигналов нет. Следовательно, на один вход первого 15 (И1), второго 17 (И2), третьего 19 (И3), четвертого 21 (И4), пятого 23 (И5), шестого 25 (И6) элементов И сигнал не поступает. И хотя первое 1, второе 2, третье 3, четвертое 8, пятое 9, шестое 10 реле тока находятся в сработанном состоянии, сигналы на выходах первого 15 (И1), второго 17 (И2), третьего 19 (И3), четвертого 21 (И4), пятого 23 (И5), шестого 25 (И6) элементов И отсутствуют. Защита не срабатывает.The device operates as follows. In normal mode, the currents of the same phases of both lines are equal. Therefore, inequalities (1-3) in the first 16 (C1), second 18 (C2), third 20 (C3) elements of comparison and inequality (4-6) in the fourth 22 (C4), fifth 24 (C5), sixth 26 ( C6) comparison elements are not performed, there are no signals at their outputs. Therefore, one input of the first 15 (I1), second 17 (I2), third 19 (I3), fourth 21 (I4), fifth 23 (I5), sixth 25 (I6) elements And the signal is not received. And although the first 1, second 2, third 3, fourth 8, fifth 9, sixth 10 current relays are in the operating state, the signals at the outputs of the first 15 (I1), second 17 (I2), third 19 (I3), fourth 21 ( I4), the fifth 23 (I5), the sixth 25 (I6) elements And are absent. Protection does not work.

При отключении линии 7 с противоположной стороны первое 1, второе 2, третье 3 реле тока возвращаются в исходные положения и сигналов на их выходах нет. Четвертое 8, пятое 9, шестое 10 реле тока остаются в сработанном состоянии. На выходах четвертого 22 (С4), пятого 24 (С5), шестого 26 (С6) элементов сравнения сигналов нет, так как не выполняются условия их срабатывания. На выходах первого 16 (С1), второго 18 (С2) и третьего 20 (С3) элементов сравнения - есть (токи в фазах линии 14 больше, чем в линии 7, и соответствующие неравенства выполняются). На выходах первого 15 (И1), второго 17 (И2), третьего 19 (И3), четвертого 21 (И4), пятого 23 (И5), шестого 25 (И6) элементы И сигналов нет, так как к ним поступили сигналы лишь на один вход. Защита не срабатывает.When disconnecting line 7 from the opposite side, the first 1, second 2, third 3 current relays return to their original positions and there are no signals at their outputs. Fourth 8, fifth 9, sixth 10 current relays remain in the tripped state. At the outputs of the fourth 22 (C4), fifth 24 (C5), sixth 26 (C6) there are no signal comparison elements, since the conditions for their operation are not satisfied. At the outputs of the first 16 (C1), second 18 (C2) and third 20 (C3) comparison elements - there are (currents in the phases of line 14 are greater than in line 7, and the corresponding inequalities are satisfied). At the outputs of the first 15 (I1), second 17 (I2), third 19 (I3), fourth 21 (I4), fifth 23 (I5), sixth 25 (I6) elements And there are no signals, since they received signals only one entry. Protection does not work.

При трехфазном коротком замыкании на линии 7 (на фиг. 1 не показано) первое 1, второе 2, третье 3, четвертое 8, пятое 9, шестое 10 реле тока остаются в сработанном состоянии, выполняются условия срабатывания четвертого 22 (С4), пятого 24 (С5), шестого 26 (С6) элементов сравнения и не выполняются - первого 16 (С1), второго 18 (С2) и третьего 20 (С3). Поэтому на выходах первого 15 (И1), второго 17 (И2), третьего 19 (И3) элементов И сигналов нет, а четвертого 21 (И4), пятого 23 (И5), шестого 25 (И6) элементов И и второго элемента ИЛИ 28 (ИЛИ2) - есть. В результате подается сигнал на отключение выключателя 30 линии 14. При двухфазном КЗ, например между фазами А и В, в точке 37 на линии 7 (фиг. 2), при наличии тока в неповрежденной фазе остаются сработанными первое 1, второе 2, третье 3, четвертое 8, пятое 9, шестое 10 реле тока, при отсутствии - первое 1, второе 2, четвертое 8, пятое 9 реле тока, а третье 3, шестое 10 реле тока возвращаются в исходные положения. Сигналы появляются только на выходах четвертого 22 (С4) и пятого 24 (С5) элементов сравнения, четвертого 21 (И4) и пятого 23 (И5) элементов И и второго элемента ИЛИ 28 (ИЛИ2). Выключатель 30 отключается. При двухфазном коротком замыкании в зоне каскадного действия, например между фазами А и В, в точке 38, на линии 7 (фиг. 2), в первую очередь отключится выключатель 39 с приемной стороны (это сделает защита противоположной стороны). На выходах третьего 20 (С3), четвертого 22 (С4) и пятого 24 (С5) элементов сравнения появляются сигналы, первое 1, второе 2, четвертое 8, пятое 9, шестое 10 реле тока остаются сработанными, третье реле тока 3 возвращается в исходное положение, на выходах четвертого 21 (И4), пятого 23 (И5) элементов И и второго элемента ИЛИ 28 (ИЛИ2) появляются сигналы (на выходах первого 15 (И1), второго 17 (И2), третьего 19 (И3), шестого 25 (И6) элементов И и первого элемента ИЛИ 27 (ИЛИ1) сигналы отсутствуют), выключатель 30 отключается.In case of a three-phase short circuit on line 7 (not shown in Fig. 1), the first 1, second 2, third 3, fourth 8, fifth 9, sixth 10 current relays remain activated, the conditions for tripping of the fourth 22 (C4), fifth 24 (C5), sixth 26 (C6) comparison items and are not performed - the first 16 (C1), the second 18 (C2) and the third 20 (C3). Therefore, at the outputs of the first 15 (I1), second 17 (I2), third 19 (I3) elements And there are no signals, and the fourth 21 (I4), fifth 23 (I5), sixth 25 (I6) elements And and the second element OR 28 (OR2) - is. As a result, a signal is sent to turn off the circuit breaker 30 of line 14. In a two-phase fault, for example between phases A and B, at point 37 on line 7 (Fig. 2), if there is a current in the intact phase, the first 1, second 2, third 3 fourth, 8th, fifth 9th, sixth 10 current relays, in the absence of the first 1, second 2, fourth 8th, fifth fifth current relays, and the third 3th, sixth 10 current relays return to their original positions. The signals appear only at the outputs of the fourth 22 (C4) and fifth 24 (C5) elements of comparison, the fourth 21 (I4) and fifth 23 (I5) of the elements And and the second element OR 28 (OR2). The switch 30 is turned off. In the case of a two-phase short circuit in the cascade zone, for example between phases A and B, at point 38, on line 7 (Fig. 2), the switch 39 on the receiving side will first open (this will protect the opposite side). At the outputs of the third 20 (C3), fourth 22 (C4) and fifth 24 (C5) comparison elements, signals appear, the first 1, second 2, fourth 8, fifth 9, sixth 10 current relays remain activated, the third current relay 3 returns to the original position, at the outputs of the fourth 21 (И4), fifth 23 (И5) elements AND and the second element OR 28 (OR2), signals appear (at the outputs of the first 15 (И1), second 17 (И2), third 19 (И3), sixth 25 (AND6) elements AND and the first element OR 27 (OR1) no signals), the switch 30 is turned off.

При двойных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью, если одно повреждение произошло, например, в фазе А линии 7, а другое - в фазе С линии, отходящей от питаемой подстанции, точки 40, 41 (фиг. 3), то первое 1, второе 2, третье 3, четвертое 8, пятое 9, шестое 10 реле тока (фиг. 1) остаются сработанными. Так как IA1 ≥ k·IA2, то четвертый элемент сравнения 22 (С4) выдает сигнал, который через четвертый элемент И 21 (И4) и второй элемент ИЛИ 28 (ИЛИ2) подается на отключение выключателя 30. Если одно повреждение произошло, например, в фазе А линии 7 в зоне каскадного действия защиты, а другое - в фазе С линии, отходящей от питаемой подстанции, точки 42, 43 (фиг.3), то первое 1, четвертое 8, пятое 9, шестое 10 реле тока (фиг. 1) остаются сработанными, второе 2, третье 3 реле тока возвращаются в исходные положения и блокируют действие защиты на отключение неповрежденной линии 14, появляются сигналы на выходах четвертого элемента сравнения 22 (С4), четвертого элемента И 21 (И4) и второго элемента ИЛИ 28 (ИЛИ2). Выключатель 30 отключается.In case of double earth faults in networks with isolated neutral, if one damage occurred, for example, in phase A of line 7, and the other in phase C of a line extending from the power substation, points 40, 41 (Fig. 3), then the first 1 , second 2, third 3, fourth 8, fifth 9, sixth 10 current relays (Fig. 1) remain activated. Since I A1 ≥ k · I A2 , the fourth comparison element 22 (C4) generates a signal that, through the fourth element AND 21 (AND4) and the second element OR 28 (OR2), is applied to trip the switch 30. If one damage has occurred, for example , in phase A of line 7 in the cascade zone of protection, and the other in phase C of the line extending from the power substation, points 42, 43 (Fig. 3), then the first 1, fourth 8, fifth 9, sixth 10 current relays ( Fig. 1) remain activated, the second 2, third 3 current relays return to their original positions and block the protection effect on disconnecting whether 14 ns, the signals appearing at the outputs of the fourth comparing element 22 (C4), a fourth AND gate 21 (I4) and the second OR gate 28 (or 2). The switch 30 is turned off.

При однофазных коротких замыканиях в сети с заземленной нейтралью, например, в фазе А линии 7, точка 44 (фиг. 4), при отсутствии тока в неповрежденных фазах сработанными остаются первое 1 и четвертое 8 реле тока, а второе 2, третье 3 и пятое 9, шестое 10 реле тока возвращаются в исходные положения. При наличии в них тока первое 1, второе 2, третье 3, четвертое 8, пятое 9, шестое 10 реле тока остаются сработанными. В обоих случаях на выходах первого 16 (С1), второго 18 (С2), третьего 20 (С3), пятого 24 (С5), шестого 26 (С6) элементов сравнения, первого 15 (И1), второго 17 (И2), третьего 19 (И3), пятого 23 (И5), шестого 25 (И6) элементов И, первого элемента ИЛИ 27 (ИЛИ1) сигналов нет, а на выходах четвертого элемента сравнения 22 (С4), четвертого элемента И 21 (И4) и второго элемента ИЛИ 28 (ИЛИ2) они есть. В результате выключатель 30 отключается. При однофазном коротком замыкании в зоне каскадного действия, точка 45 (фиг. 4), в сработанном состоянии находятся первое 1, четвертое 8, пятое 9, шестое 10 реле тока. Второе 2, третье 3 реле тока возвращаются в исходные положения. Появляются сигналы на выходах второго 18 (С2), третьего 20 (С3), четвертого 22 (С4) элементов сравнения и четвертого элемента И 21 (И4). Выключатель 30 отключается. После его отключения первое 1, второе 2, третье 3 реле тока возвращаются в исходные положения, токи в трансформаторах 4 - 6 линии 7 отсутствуют и на выходах первого 15 (И1), второго 17 (И2), третьего 19 (И3), четвертого 21 (И4), пятого 23 (И5), шестого 25 (И6) элементов И сигналов нет. Защита выводится из действия.In case of single-phase short circuits in a network with a grounded neutral, for example, in phase A of line 7, point 44 (Fig. 4), in the absence of current in the undamaged phases, the first 1 and fourth 8 current relays are activated, and the second 2, third 3 and fifth 9, the sixth 10 current relays return to their original positions. If there is a current in them, the first 1, second 2, third 3, fourth 8, fifth 9, sixth 10 current relays remain activated. In both cases, at the outputs of the first 16 (C1), second 18 (C2), third 20 (C3), fifth 24 (C5), sixth 26 (C6) elements of comparison, the first 15 (I1), second 17 (I2), third 19 (И3), fifth 23 (И5), sixth 25 (И6) elements AND, the first element OR 27 (OR1) there are no signals, and at the outputs of the fourth comparison element 22 (С4), the fourth element И 21 (И4) and the second element OR 28 (OR2) they are. As a result, the switch 30 is turned off. With a single-phase short circuit in the cascade zone, point 45 (Fig. 4), the first 1, fourth 8, fifth 9, sixth 10 current relays are in the activated state. The second 2, third 3 current relays return to their original positions. There are signals at the outputs of the second 18 (C2), third 20 (C3), fourth 22 (C4) comparison elements and the fourth element And 21 (I4). The switch 30 is turned off. After it is turned off, the first 1, second 2, third 3 current relays return to their original positions, currents in transformers 4 - 6 of line 7 are absent at the outputs of the first 15 (I1), second 17 (I2), third 19 (I3), fourth 21 (I4), the fifth 23 (I5), the sixth 25 (I6) elements And there are no signals. Protection is taken out of action.

При обрыве фазного провода, например фазы А (фиг. 5), и одностороннем его заземлении (с противоположной стороны) появляется сигнал на выходе первого элемента сравнения 16 (С1), но в исходное положение возвращается первое реле тока 1, и поэтому на выходах первого элемента И 15 (И1) и первого элемента ИЛИ 27 (ИЛИ1) сигналов нет. Защита не срабатывает.When a phase wire, such as phase A (Fig. 5) is broken and its grounding is one-sided (on the opposite side), a signal appears at the output of the first comparison element 16 (C1), but the first current relay 1 returns to its original position, and therefore the outputs of the first element AND 15 (AND) and the first element OR 27 (OR) no signals. Protection does not work.

По аналогии с изложенным легко проследить работу устройства при коротком замыкании на других фазах линии 7, обрывах их проводов и двойных замыканиях на землю. Точно также рассматривается поведение устройства при повреждениях на линии 14. Пусть, например, на ней произошло двухфазное короткое замыкание между фазами В и С. При наличии тока в неповрежденной фазе остаются сработанными первое 1, второе 2, третье 3, четвертое 8, пятое 9, шестое 10 реле тока, при отсутствии - второе 2, третье 3 и пятое 9, шестое 10, а первое 1 и четвертое 8 реле тока возвращаются в исходные положения. На выходах второго 18 (С2), третьего 20 (С3) элементов сравнения, второго 17 (И2), третьего 19 (И3) элементов И и первого элемента ИЛИ 27 (ИЛИ1) появляются сигналы. Выключатель 29 отключается.By analogy with the above, it is easy to trace the operation of the device during a short circuit on the other phases of line 7, breaks in their wires and double earth faults. The behavior of the device in case of damage on line 14 is also considered. Let, for example, a two-phase short circuit between phases B and C occur on it. If there is a current in the intact phase, the first 1, second 2, third 3, fourth 8, fifth 9, the sixth 10 current relays, in the absence - the second 2, third 3 and fifth 9, sixth 10, and the first 1 and fourth 8 current relays return to their original positions. At the outputs of the second 18 (C2), third 20 (C3) comparison elements, second 17 (I2), third 19 (I3) AND elements and the first element OR 27 (OR1), signals appear. The switch 29 is turned off.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить две параллельные линии чувствительной и надежной защитой от междуфазных замыканий.The proposed device allows you to provide two parallel lines with sensitive and reliable protection against interphase faults.

Claims (1)

Устройство для защиты двух параллельных линий, содержащее первое, второе и третье реле тока, подключенные к вторичным обмоткам трансформаторов тока соответствующих фаз А, В, С первой линии, четвертое, пятое и шестое реле тока, подключенные к вторичным обмоткам трансформаторов тока соответствующих фаз А, В, С второй линии, первый, второй, третий, четвертый элементы И, каждый из которых подключен к соответствующему реле тока, первый элемент ИЛИ подключен к первому, второму и третьему элементам И, а второй элемент ИЛИ подключен к четвертому элементу И, отличающееся тем, что первый умножитель (31) и четвертый элемент сравнения (22) подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы А первой линии, первый умножитель (31) подключен к первому элементу сравнения (16), второй умножитель (32) и пятый элемент сравнения (24) подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы В первой линии, при этом второй умножитель (32) подключен к второму элементу сравнения (18), третий умножитель (35) и шестой элемент сравнения (26) подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы С первой линии, а третий умножитель (33) подключен к третьему элементу сравнения (20), четвертый умножитель (34) и первый элемент сравнения (16) подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы А второй линии, а четвертый умножитель (34) подключен к четвертому элементу сравнения (18), пятый умножитель (35) и второй элемент сравнения (18) подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы В второй линии, причем пятый умножитель (35) подключен к пятому элементу сравнения (24), шестой умножитель (36) и третий элемент сравнения (20) подключены к вторичной обмотке трансформатора тока фазы С второй линии, шестой умножитель (36) подключен к шестому элементу сравнения (26), пятое (9) и шестое (10) реле тока соответственно подключены к пятому (23) и шестому (25) элементу И, а первый (16), второй (18) и третий (20) элементы сравнения соответственно подключены к первому (15), второму (17) и третьему (19) элементам И, четвертый (22), пятый (24) и шестой (26) элементы сравнения соответственно подключены к четвертому (21), пятому (23) и шестому (25) элементам И, пятый (23) и шестой (25) элементы И подключены к второму элементу ИЛИ (28), выход первого элемента ИЛИ (27) подключен в цепь отключения выключателя второй линии, а выход второго элемента ИЛИ (28) подключен в цепь отключения выключателя первой линии. A device for protecting two parallel lines containing the first, second and third current relays connected to the secondary windings of the current transformers of the corresponding phases A, B, C of the first line, the fourth, fifth and sixth current relays connected to the secondary windings of the current transformers of the corresponding phases A, B, C of the second line, the first, second, third, fourth AND elements, each of which is connected to the corresponding current relay, the first OR element is connected to the first, second and third AND elements, and the second OR element is connected to the fourth ele And, characterized in that the first multiplier (31) and the fourth comparison element (22) are connected to the secondary winding of the phase A current transformer of the first line, the first multiplier (31) is connected to the first comparison element (16), the second multiplier (32) and the fifth comparison element (24) is connected to the secondary winding of the phase B current transformer of the first line, while the second multiplier (32) is connected to the second comparison element (18), the third multiplier (35) and the sixth comparison element (26) are connected to the secondary winding of the transformer phase current C of the first line, and tre The third multiplier (33) is connected to the third comparison element (20), the fourth multiplier (34) and the first comparison element (16) are connected to the secondary winding of the phase A current transformer of the second line, and the fourth multiplier (34) is connected to the fourth comparison element (18) ), the fifth multiplier (35) and the second comparison element (18) are connected to the secondary winding of the phase B current transformer of the second line, the fifth multiplier (35) connected to the fifth comparison element (24), the sixth multiplier (36) and the third comparison element ( 20) transformers connected to the secondary winding phase II phase C current matrices, the sixth multiplier (36) is connected to the sixth comparison element (26), the fifth (9) and sixth (10) current relays are connected to the fifth (23) and sixth (25) AND element, and the first ( 16), the second (18) and third (20) comparison elements are respectively connected to the first (15), second (17) and third (19) AND elements, the fourth (22), fifth (24) and sixth (26) comparison elements respectively connected to the fourth (21), fifth (23) and sixth (25) AND elements, the fifth (23) and sixth (25) AND elements are connected to the second OR element (28), the output of the first IL element AND (27) is connected to the circuit breaker circuit of the second line, and the output of the second OR element (28) is connected to the circuit circuit of the circuit breaker of the first line.
RU2013128791/07A 2013-06-25 2013-06-25 Protective device for two parallel lines RU2530543C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128791/07A RU2530543C1 (en) 2013-06-25 2013-06-25 Protective device for two parallel lines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128791/07A RU2530543C1 (en) 2013-06-25 2013-06-25 Protective device for two parallel lines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2530543C1 true RU2530543C1 (en) 2014-10-10

Family

ID=53381697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013128791/07A RU2530543C1 (en) 2013-06-25 2013-06-25 Protective device for two parallel lines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2530543C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0007208A1 (en) * 1978-07-10 1980-01-23 Eaton International Corporation A.C. power overload protection control
RU2159980C1 (en) * 1999-12-20 2000-11-27 Шинкаренко Сергей Михайлович Method and device for directional overcurrent protection of two parallel lines in three-phase electrical installation
RU2261509C1 (en) * 2004-04-14 2005-09-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Device for backup protection of line with branches
RU2313875C1 (en) * 2006-06-05 2007-12-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Device for protection of two parallel lines with separate switches
RU2437193C1 (en) * 2007-10-25 2011-12-20 Абб Текнолоджи Аг Method, system and device of differential protection
EP2425510A1 (en) * 2009-04-29 2012-03-07 SSI Power LLC High voltage power line communication system using an energy harvesting power supply

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0007208A1 (en) * 1978-07-10 1980-01-23 Eaton International Corporation A.C. power overload protection control
RU2159980C1 (en) * 1999-12-20 2000-11-27 Шинкаренко Сергей Михайлович Method and device for directional overcurrent protection of two parallel lines in three-phase electrical installation
RU2261509C1 (en) * 2004-04-14 2005-09-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Device for backup protection of line with branches
RU2313875C1 (en) * 2006-06-05 2007-12-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Device for protection of two parallel lines with separate switches
RU2437193C1 (en) * 2007-10-25 2011-12-20 Абб Текнолоджи Аг Method, system and device of differential protection
EP2425510A1 (en) * 2009-04-29 2012-03-07 SSI Power LLC High voltage power line communication system using an energy harvesting power supply

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10418804B2 (en) Fault protection system and method for an electrical power distribution system
US3956671A (en) Protection device for objects included in electrical power supply networks
Sidhu et al. TCSC impact on communication-aided distance-protection schemes and its mitigation
CN103954879B (en) A kind of band shunt reactor double circuit lines character method of discrimination
JP6881068B2 (en) Busbar protection device
KLETSEL et al. Differential protection of three and four parallel lines of idling current control
RU168114U1 (en) CENTRALIZED RELAY PROTECTION AND CONTROL UNIT FOR SUBSTATION WITH HIGH-VOLTAGE DISTRIBUTION DEVICE PERFORMED BY BRIDGE CIRCUIT BREAKERS WITH LINE AND REPAIR CHAINS
US4541030A (en) Protective electric house-wiring switch
US9954352B2 (en) Power system including a circuit providing smart zone selective interlocking communication
CN103683229B (en) Method for protecting power grid wide-area relay based on unit output power and load change influence
RU2530543C1 (en) Protective device for two parallel lines
RU171206U1 (en) DEVICE FOR PROTECTING ELECTRIC TRANSMISSION LINES FROM SINGLE-PHASE EARTH CLOSES IN A THREE-PHASE NETWORK WITH INSULATED NEUTRAL
Wilson et al. Detecting open phase conductors
Oppel et al. Evaluation of the performance of line protection schemes on the NYSEG six phase transmission system
JP3760759B2 (en) Overcurrent relay device
RU2506674C1 (en) Device for protection of three parallel lines
CN112467703B (en) Bus-tie dead zone protection device suitable for 110 kilovolt network characteristics
JP2014192953A (en) Transmission line protection device, and transmission line protection system
GB2521143A (en) An improved ring main unit
RU2725823C1 (en) Automation device for post of sectioning contact ac network on disconnectors
US2361208A (en) Current balance relay system
RU2653365C1 (en) Device for overcurrent protection of connections from double ground faults
CA3198348C (en) Multiphase ground fault circuit interrupter
RU36746U1 (en) DEVICE FOR PROTECTION AGAINST SINGLE PHASE EARTH CIRCUITS
RU2267846C2 (en) Device for guarding against one-phased abridgement to ground

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150626