RU2653365C1

RU2653365C1 - Device for overcurrent protection of connections from double ground faults

Info

Publication number: RU2653365C1
Application number: RU2017119587A
Authority: RU
Inventors: Константин Иванович Никитин; Марк Яковлевич Клецель; Денис Сергеевич Демидов; Асхат Нурланович Бергузинов
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2018-05-08

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, namely to relay protection equipment. According to the invention, an apparatus for protecting against double ground faults (fig. 1) contains for each phase current relays (5), (6), (7), current relay (4) connected to the zero sequence current filter, the fault phase identification unit, comprising three elements AND (9), (10), (11) with one forward and two inverse inputs connected to element OR (12), element AND (13) and indicating relay (15), where elements AND (9), (10), (11) are connected by their outputs to element OR (12), output of time switch (8) and output OR (12) are connected to the inputs of element AND (13) whose output is connected to time relay (14), the output of time relay (14) is connected to the input of indicating relay (15) and further to the disabling circuit of the feeder breaker.

EFFECT: technical result is to ensure the selective operation of the overcurrent protection in the case of double faults in an un-earthing system network by disconnecting the connection at which the first ground fault occurred, without the use of signals from the other connections and increasing the sensitivity to these closures.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты электроустановок от двойных коротких замыканий в сети с изолированной нейтралью.The invention relates to electrical engineering, in particular to relay protection technology, and can be used to protect electrical installations from double short circuits in a network with isolated neutral.

Известно устройство максимальной токовой защиты, содержащее реле тока, подключенные к двум трансформаторам тока одноименных фаз линий, реле времени и выходное промежуточное реле [Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. - М.: Энергия, 1976, с. 560].A device for overcurrent protection, containing a current relay connected to two current transformers of the same phases of the lines, a time relay and an output intermediate relay [Fedoseev A.M. Relay protection of electrical systems. - M .: Energy, 1976, p. 560].

Недостатком этого устройства является то, что при двойных замыканиях на землю на фазах, на которых установлены трансформаторы тока, возможно отключение двух присоединений вместо одного, что негативно сказывается на электроснабжении потребителей.The disadvantage of this device is that with double earth faults on the phases on which the current transformers are installed, it is possible to disconnect two connections instead of one, which negatively affects the power supply to consumers.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство максимальной токовой защиты, избирающей отключаемое в случаях двойных замыканий на землю присоединение по опережающей фазе, содержащее токовые реле, подключенные к трансформаторам тока для каждой из фаз А, В, С, промежуточное реле и реле времени [Поляков В.Е., Федотов В.П., Шарнин Ю.К. Централизованная токовая защита распределительных сетей 6-35 кВ. М.-Л.: Энергия, 1966, 172 с. с ил.].Closest to the proposed device is the overcurrent protection device, which selects the lead-out connection disconnected in cases of double earth faults, containing current relays connected to current transformers for each of phases A, B, C, an intermediate relay and a time relay [Polyakov V. E., Fedotov V.P., Sharnin Yu.K. Centralized current protection of distribution networks 6-35 kV. M.-L.: Energy, 1966, 172 p. with ill.].

Недостатком этого устройства является то, что для отключения каждого присоединения необходимо иметь сигналы о работе пусковых органов нескольких присоединений с большим порядковым номером, чем данное, и сигналы о бездействии пусковых органов всех присоединений, кроме данного. Данный вариант выполнения защиты существенно усложняет выполнение вторичных схем электроустановок и снижает эксплуатационную надежность.The disadvantage of this device is that to disconnect each connection, it is necessary to have signals about the operation of the launching organs of several connections with a higher serial number than this, and signals about the inactivity of the starting organs of all connections except this one. This embodiment of protection significantly complicates the implementation of secondary electrical installations and reduces operational reliability.

Задачей изобретения является обеспечение селективной работы максимальной токовой защиты при двойных замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью путем отключения присоединения, на котором произошло первое замыкание на землю без использования сигналов от остальных присоединений и повышение чувствительности к этим замыканиям.The objective of the invention is to ensure the selective operation of the maximum current protection during double earth faults in a network with isolated neutral by disconnecting the connection on which the first earth fault occurred without using signals from the remaining connections and increasing the sensitivity to these short circuits.

Предложенное устройство для максимальной токовой защиты, так же, как и в прототипе, содержит токовые реле, подключенные к трансформаторам тока для каждой из фаз А, В, С, соответственно первое (1), второе (2), третье (3), реле тока (4), подключенное к фильтру тока нулевой последовательности и реле времени (8).The proposed device for maximum current protection, as in the prototype, contains current relays connected to current transformers for each of phases A, B, C, respectively, the first (1), second (2), third (3), relay current (4) connected to a zero-sequence current filter and a time relay (8).

Согласно изобретению введены три реле тока, подключенные к трансформаторам тока для каждой из фаз А, В, С, соответственно пятое (5), шестое (6), седьмое (7), три элемента И - девятый (9), десятый (10), одиннадцатый (11) - с одним прямым и двумя инверсными входами, реле времени (14), элемент ИЛИ (12), элемент И (13) и указательное реле (15), причем элементы И (9), (10), (11) выходами подключены к элементу ИЛИ (12), выход реле времени (8) и выход ИЛИ (12) подключены к входам элемента И (13), выход которого подключен к реле времени (14), выход реле времени (14) подключен к входу указательного реле (15) и далее в цепь отключения выключателя присоединения.According to the invention, three current relays are introduced, connected to current transformers for each of phases A, B, C, respectively fifth (5), sixth (6), seventh (7), three elements And - ninth (9), tenth (10) , eleventh (11) - with one direct and two inverse inputs, a time relay (14), an OR element (12), an AND element (13) and an indicator relay (15), and the AND elements (9), (10), ( 11) the outputs are connected to the OR element (12), the output of the time relay (8) and the OR output (12) are connected to the inputs of the AND element (13), the output of which is connected to the time relay (14), the output of the time relay (14) is connected to input pointer th relay (15) and further to the shutdown circuit breaker connection.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства.In FIG. 1 shows a block diagram of a device.

Устройство для защиты от двойных замыканий на землю (фиг. 1) содержит для каждой фазы реле тока (5), (6), (7), реле тока (4), подключенное к фильтру тока нулевой последовательности, блок определения поврежденной фазы, содержащий три элемента И - (9), (10), (11) - с одним прямым и двумя инверсными входами, подключенные выходами к элементу ИЛИ (12), элемент И (13) и указательное реле (15), причем элементы И (9), (10), (11) выходами подключены к элементу ИЛИ (12), выход реле времени (8) и выход ИЛИ (12) подключены к входам элемента И (13), выход которого подключен к реле времени (14), выход реле времени (14) подключен ко входу указательного реле (15) и далее в цепь отключения выключателя присоединения.A device for protection against double earth faults (Fig. 1) contains, for each phase, a current relay (5), (6), (7), a current relay (4) connected to a zero sequence current filter, a damaged phase detection unit, comprising three AND elements - (9), (10), (11) - with one direct and two inverse inputs, connected by outputs to the OR element (12), the AND element (13) and the indicator relay (15), and the AND elements (9 ), (10), (11) the outputs are connected to the OR element (12), the output of the time relay (8) and the OR output (12) are connected to the inputs of the AND element (13), the output of which is connected to the time relay (14), in stroke time relay (14) connected to an input index relay (15) and further to disconnect connection switch circuit.

Устройство работает следующим образом. В режиме нагрузки, пуска и самозапуска отсутствуют сигналы от реле тока, подключенного к фильтру тока нулевой последовательности, и сигналы на выходе блока определения поврежденной фазы, т.к. данные режимы являются симметричными. Поэтому на выходе элемента (13) и исполнительного органа сигнала нет и защита не приходит в действие. Это позволяет повысить чувствительность к двойным замыканиям на землю, не отстраивая ток срабатывания защиты от токов самозапуска.The device operates as follows. In the load, start and self-start mode, there are no signals from the current relay connected to the zero sequence current filter, and there are no signals at the output of the unit for determining the damaged phase, because these modes are symmetrical. Therefore, there is no signal at the output of element (13) and the actuator and the protection does not come into effect. This allows you to increase the sensitivity to double earth faults, without rebuilding the tripping current protection from self-starting currents.

При однофазном замыкании на землю, например на фазе С (фиг. 2), срабатывает реле (4), подключенное к фильтру тока нулевой последовательности, сигнал поступает на вход реле времени (8) и начинается отсчет выдержки времени. Затем сигнал с выхода реле времени (8) поступает на верхний вход элемента И (13). Срабатывание защиты не происходит, т.к. отсутствует сигнал на нижнем входе элемента И (13). При появлении двойного замыкания на землю на соседнем присоединении, например на фазе В, срабатывает реле тока (7) фазы С, реле тока (5) фазы А и (6) фазы В не приходят в действие, поэтому на выходе элемента И (11) появляется сигнал и поступает на нижний вход элемента ИЛИ (12). Сигнал с выхода элемента ИЛИ (12) поступает на нижний вход элемента И (13). Сигнал с выхода элемента И (13) поступает на вход реле времени (14) и начинается отсчет выдержки времени, после чего сигнал поступает на указательное реле (15) и далее в цепь отключения выключателя присоединения. Отключения соседнего присоединения, через трансформатор тока фазы В которого также протекал ток двойного замыкания на землю, не произойдет, т.к. в защите, установленной на соседнем присоединении, не был произведен отсчет выдержки времени на реле (8) и отсутствовал сигнал на выходе элемента И (13). Выдержка времени реле (14) выбирается равной нулю в случае, если защита установлена на конечных потребителях. Уставки вышестоящих присоединений выбираются по ступенчатому принципу.In case of a single-phase earth fault, for example, in phase C (Fig. 2), the relay (4) connected to the zero-sequence current filter is activated, the signal goes to the input of the time relay (8) and the time delay starts. Then the signal from the output of the time relay (8) is fed to the upper input of the And element (13). The protection does not work, because there is no signal at the lower input of AND element (13). When a double earth fault occurs at an adjacent connection, for example, at phase B, the current relay (7) of phase C is activated, the current relay (5) of phase A and (6) of phase B do not come into operation, therefore, the output of element And (11) a signal appears and goes to the lower input of the OR element (12). The signal from the output of the OR element (12) is fed to the lower input of the AND element (13). The signal from the output of the element And (13) goes to the input of the time relay (14) and the time delay starts, after which the signal goes to the indicator relay (15) and then to the disconnect circuit of the connection switch. The disconnection of the neighboring connection, through the phase B current transformer of which the double earth fault current also flowed, will not occur, because in the protection installed on the adjacent connection, the time delay on the relay (8) was not counted and there was no signal at the output of the And element (13). The time delay of the relay (14) is chosen equal to zero if the protection is installed on end consumers. The settings of the higher connections are selected according to the step principle.

Claims

The device of maximum current protection against double earth faults, containing current relays connected to current transformers for each of phases A, B, C, respectively, the first (1), second (2), third (3), current relay (4), connected to a zero-sequence current filter and a time relay (8), characterized in that three current relays are introduced, connected to current transformers for each of phases A, B, C, respectively fifth (5), sixth (6), seventh (7 ), the three elements And - the ninth (9), tenth (10), eleventh (11) - with one direct and two inverse inputs, the relay menu (14), the OR element (12), the AND element (13) and the indicator relay (15), and the AND elements (9), (10), (11) are connected by outputs to the OR element (12), the time relay output ( 8) and the OR output (12) are connected to the inputs of the And element (13), the output of which is connected to the time relay (14), the output of the time relay (14) is connected to the input of the indicator relay (15) and then to the disconnect switch disconnection circuit.